你知道石墨烯電池在鋰電池領(lǐng)域的未來發(fā)展前景如何嗎？

在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，各種各樣的高科技出現(xiàn)在我們的生活中，為我們的生活帶來便利，那么你知道這些高科技可能會含有的石墨烯電池嗎?

石墨烯是具有由碳原子組成的六邊形蜂窩晶格的平面二維納米材料。 CC鍵的長度為0.141nm，理論密度為約0.77mg / m 2，厚度僅為碳原子的直徑。 碳原子以sp2的方式參與雜交，并且電子可以在層之間平穩(wěn)地傳導(dǎo)。因此，石墨烯具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，并且目前被認(rèn)為是具有最小電阻率的材料。這也是石墨烯在電池開發(fā)中擁有光明前景的原因。一。

石墨烯材料具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性，并且單層材料的理論室溫導(dǎo)熱率可以達(dá)到3000-5000W /(m * K)。此屬性可用于研究電池運(yùn)行期間的散熱問題。它具有優(yōu)異的機(jī)械性能，是一種具有優(yōu)異韌性和強(qiáng)度的材料，可用于柔性電極材料的開發(fā)和研究。另外，石墨烯的高比表面積和高透光率也具有很高的研究價值。

鋰烯電池是由石墨烯復(fù)合納米材料制成的陰極，以涂覆金屬鋰為負(fù)極，并且陶瓷纖維隔板用于抵抗耐火電解質(zhì)的成分。涂覆的鋰薄片抑制鋰樹枝狀晶體的生長。纖維膜片可以防止意外的樹突滲透，并且防火防爆的電解液可以防止火災(zāi)和爆炸事故?；谑┑奶厥饫砘匦裕┰陔姌O材料研究領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。根?jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，石墨烯材料在鋰離子電池中的應(yīng)用可大致分為三類：石墨烯在正極材料中的應(yīng)用，在負(fù)極材料中的應(yīng)用以及在鋰離子電池中的其他應(yīng)用。

目前，石墨烯以三種形式添加到鋰電池中：導(dǎo)電添加劑，電極復(fù)合材料，并直接用作負(fù)極材料。其中，石墨烯導(dǎo)電添加劑的導(dǎo)電性和放電性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)導(dǎo)電劑。它們在制備過程中不涉及復(fù)雜的合成過程，因此可控性強(qiáng)，難度低，成功率高。目前，石墨烯對導(dǎo)電劑的研發(fā)技術(shù)已經(jīng)比較成熟。

以機(jī)械石墨烯為主要新材料制成正極，以涂層金屬鋰為負(fù)極，組成鋰烯電池，經(jīng)過一千多次循環(huán)，結(jié)果證明，比容量初始最高可達(dá)1800mAh/g，100次時穩(wěn)定在1200mAh/g以上，約等于一般鋰電池的4～5倍。200次時穩(wěn)定在1100mAh/g，400～00次也一直穩(wěn)定在1000mAh/g以上，至700～800次，都是在900mAh/g以上，至1100次時，也還有700mAh/g以上的比容量，比一般的鋰電池高出兩三倍。2019年又有了顯著進(jìn)展，在比容量提升至2700mAh/g以上的同時，也感受到了鋰烯電池的能量還有很大的上升空間。

研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯將LiFePO4半包裹后形成的材料可以提高LiFePO4材料的導(dǎo)電性能，但將其全包裹后離子傳輸效率下降，并推測可能是因為鋰離子無法通過石墨烯的六元環(huán)結(jié)構(gòu)。有研究人員將LiFePO4納米顆粒與氧化石墨進(jìn)行超聲混合，制得了微觀結(jié)構(gòu)更加工整的LiFePO4/石墨烯復(fù)合材料。該材料經(jīng)過進(jìn)一步的常規(guī)碳包覆后嵌鋰比容量大大提升，可在60C高倍率條件下仍然維持在70mAh/g左右。

盡管LGGFlex可以自我修復(fù)輕微的劃痕，但仍不能改變?nèi)菀讚p壞的手機(jī)的缺點(diǎn)。但是，如果將來手機(jī)和其他數(shù)字產(chǎn)品可以使用石墨烯作為外殼，它們將變得堅如磐石。根據(jù)美國化學(xué)學(xué)會的一份報告，石墨烯比鋼堅硬200倍，這顯然非常耐用。哥倫比亞大學(xué)的研究人員說，石墨烯具有一定程度的延展性，可以拉伸20%。換句話說，石墨烯實際上是一種柔性材料，類似于橡膠。三星一直在研究石墨烯晶體管以生產(chǎn)柔性屏幕。另外，石墨烯電池還具有一定程度的耐水性，并有望應(yīng)用于新一代的防水設(shè)備。

石墨烯具有良好的導(dǎo)電性，但是其二維微觀結(jié)構(gòu)易于相互堆疊，這使得對石墨烯獨(dú)立電極材料的研究不盡人意。它主要表現(xiàn)為電池的差速性能和低循環(huán)效率。 Honma等人制備的石墨烯的可逆比容量。在第一個循環(huán)中可達(dá)到540mAh / g(電流密度為50mA / g)，但可逆比容量在多個循環(huán)后下降得更快。

以上就是石墨烯電池的一些值得大家學(xué)習(xí)的詳細(xì)資料解析，希望在大家剛接觸的過程中，能夠給大家一定的幫助，如果有問題，也可以和小編一起探討。