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石墨烯材料在鋰離子電池中的使用解析

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:843次  |  2021年09月06日  

鋰離子電池具有能量密度高、可逆容量大、開(kāi)路電壓大、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。在對(duì)鋰離子電池電極材料的研究過(guò)程中,一些碳元素的同素異形體及混合物可以作為導(dǎo)電性能優(yōu)良的穩(wěn)定材料,常被用于開(kāi)發(fā)新型鋰離子電池負(fù)極材料的研究。


石墨烯由于其高電導(dǎo)率、超大比表面積、高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)異的物理和化學(xué)特性,在鋰離子電池中進(jìn)行了廣泛研究,石墨烯由于其質(zhì)量輕、導(dǎo)電性好、韌性高等優(yōu)點(diǎn)成為材料研究層面的一大沖破。石墨烯在電極材料研究范疇開(kāi)發(fā)潛力巨大。按照使用范疇的不同,石墨烯材料在鋰離子電池中的使用大體可分為三類:石墨烯在正極材料中的使用、在負(fù)極材料中的使用和在鋰離子電池中的其他使用。


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,并猜測(cè)可能是因?yàn)殇囯x子無(wú)法通過(guò)石墨烯的六元環(huán)結(jié)構(gòu)。


目前石墨烯負(fù)極復(fù)合材料緊要有:過(guò)渡金屬氧化物/石墨烯復(fù)合材料和石墨烯改性硅基材料等。這一類復(fù)合材料的研究方向是利用石墨烯材料的導(dǎo)電性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)輔助納米材料,改善其鋰離子傳輸速率,從而提高鋰離子電池的倍率性能,彌補(bǔ)原材料的缺陷和不足。


鑒于其優(yōu)異的導(dǎo)電性能,石墨烯材料可以作為導(dǎo)電添加劑優(yōu)化鋰離子電池的電導(dǎo)率。

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