石墨烯在鋰離子電池負(fù)極材料中的應(yīng)用

2004年，石墨烯被成功制備以來，由于其具有大的比表面積、柔韌性、高機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性，使得石墨烯材料在儲(chǔ)能領(lǐng)域得到了研究和應(yīng)用，成為支撐納米材料存儲(chǔ)鋰的理想輔助材料。隨著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，鋰離子電池作為新能源汽車的重要組成部分，對(duì)鋰離子電池的負(fù)極材料也有了越來越高的要求。目前，商業(yè)化的鋰離子電池負(fù)極材料主要有石墨、鈦酸鋰和硅碳復(fù)合材料等。隨著鋰離子電池對(duì)負(fù)極材料的節(jié)能環(huán)保性要求日益提高，具有低成本、高性能特點(diǎn)的新型的碳材料石墨烯成為新型的負(fù)極材料越來越得到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的重視。

石墨烯在鋰離子電池負(fù)極材料中的應(yīng)用中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：第一，石墨烯可以被用于鋰離子電池的導(dǎo)電添加劑或涂層，石墨烯可以有效提高負(fù)極材料的電子傳輸性能，同時(shí)也可以抑制鋰枝晶的形成和增強(qiáng)SEI膜（固體電解質(zhì)界面膜）的穩(wěn)定性。第二，利用石墨烯的高比表面積和活性官能團(tuán)引入不同的離子添加劑或涂層，可以作為界面工程或修飾技術(shù)的載體，從而優(yōu)化負(fù)極材料與電解液之間的界面反應(yīng)和傳輸過程。第三，石墨烯可以與金屬鋰、合金材料、硅基材料、錫基材料等高容量負(fù)極材料復(fù)合使用，形成均勻和緊密的復(fù)合或涂層結(jié)構(gòu)，從而提高負(fù)極材料的綜合性能。第四，利用石墨烯的高比表面積和孔隙率的優(yōu)勢(shì)，作為多孔或空心結(jié)構(gòu)的負(fù)極材料，可以提高鋰離子的儲(chǔ)存和傳輸能力。

石墨烯作為一種導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性以及機(jī)械強(qiáng)度均極佳的材料，作為電池的負(fù)極材料的重要組成部分之一，隨著其在鋰離子電池應(yīng)用的逐步提升，必將讓新能源汽車的品質(zhì)有飛躍性的進(jìn)步。

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