石墨烯+锂电池的可行性如何

石墨烯+锂电池的可行性如何

目前离子电池的能量比最高，但在新能源汽车中的应用还需要进一步提高，石墨烯的出现使其突破了锂离子电池的高性能，从而引发了对大容量、高R值锂离子电池材料研究的新高潮。吃东西，长寿。

一是传统锂电池的应用，提高了锂电池的性能，不会产生颠覆性的影响。

第二步是制造一种基于石墨烯的新型电池系统。这是一种新的电池系列，在性能上具有颠覆性，被称为超级电池。

锂电池的负极材料Licoo 2、Limno 4和Lifepo 4分别是导电率分别为10-4、10-6和10-9scm-1的不良电子导体，在目前的锂离子电池系统中，电池所用的正负材料具有较低的离子导电率和电子导电率，这是影响电池性能的主要因素。限制了锂离子电池的循环和速率性能，因此，为了充分利用阴极材料，提高电池的充放电速率性能，传统的导电剂是石墨，石墨烯本身具有很高的电子导电性。石墨烯作为一种导电添加剂，在锂电池中应用最为直接和广泛。

在石墨烯导电剂的实际应用中，既要考虑石墨烯的表面点效应对导电性能的影响，又要考虑石墨烯的空间电阻效应对离子导电性能的影响。根据导电剂的用量和最终电池的能量/功率密度，应考虑设计电极的厚度。对于LFP系统中的锂离子电池，由于石墨烯对锂离子输运的强烈影响，应特别注意电极的厚度。

（2）石墨烯片是一种二维单层结构，其结构稳定，充放电快，循环性能好，基本上没有体积膨胀。

（3）在石墨烯表面原位合成纳米颗粒，形成基体复合材料。通过控制生长粒子的尺寸，缩短了锂离子和电子的扩散距离，提高了复合材料的速率性能。

（4）纳米颗粒均匀地覆盖石墨烯表面，在一定程度上防止了石墨烯片层的聚合和电解质浸入石墨烯片层，导致电极材料失效。

（1）石墨烯由于其体积小、比表面积高，容易与电解质反应，形成大量的SEI薄膜，造成大量不可逆的容量损失。

（2）石墨烯在电极循环中容易发生团聚，由于范德华力的作用，团聚不可逆，导致锂插层困难，电池容量下降。

（4）石墨烯在应用中，首次没有解决效率低、循环性能差的问题。

目前，石墨烯复合材料在锂电池中的应用已成为研究热点。如何改进高质量石墨烯的制备工艺，找到一种可控、大规模的石墨烯制备方法，制备性能优异的石墨烯基复合材料，是当前研究的热点，如果将石墨烯基电极材料应用于高能锂离子电池领域，将是当前研究的热点。密度和功率密度的要求，将大大提高动力电池的综合性能，促进电动汽车、电动工具等领域的发展。

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