講一講電池專用石墨烯在鋰電池中的作用

　　由于電池專用石墨烯具有上述納米尺度效應、良好的導電性和優異的機械性能，因此被世界各國科學家廣泛研究，并產生了“石墨烯鋰電池”的概念，石墨烯以什么樣的角色參與鋰電池?

　　1、陽極材料

　　電池專用石墨烯因其獨特的二維結構、優異的電子傳輸能力和超大的比表面積，具有取代石墨成為新一代鋰離子電池負極材料的巨大潛力，石墨烯的儲鋰機理與其他碳材料相似，充電時，鋰離子從正極分離并嵌入碳材料層中，形成Li2C6.當放電時，鋰離子被分離并返回到正極，由于石墨烯特殊的二維結構，當片層間距大于0.7nm時，石墨烯的兩面都可以存儲鋰離子，同時，由于褶皺的存在，石墨烯還可以儲存鋰，所以理論上它的容量可能是石墨的兩倍，高于744mAh/g。

　　此外，石墨烯多為微納米尺寸，遠小于塊體石墨，這使得鋰離子的擴散路徑更短，石墨烯的層間距通常遠大于石墨，這也為鋰離子傳輸提供了更多的通道，因此，與石墨相比，使用石墨烯作為負極更有利于提高電池性能，自石墨烯電池概念提出以來，許多學術研究成果表明，石墨烯鋰電池的可逆容量可達500mAh/g以上，且具有優異的倍率性能，實驗室制備的鋰電池正極多采用CVD法、水合肼還原法、真空過濾法、冷凍干燥法制備石墨烯，石墨烯或為片狀，或為空心球形，各有不同。

　　2、電池專用石墨烯作為導電劑

　　導電劑的主要功能是提高電子的導電性，因為電解液是離子導電的，但電子不能導電，導電劑就是促進電子快速穿過活體材料到達集流體，此外，導電劑還可以改善極片的加工性能，促進電解液滲入極片，降低電阻率，從而延長鋰電池的使用壽命。

　　目前常用的導電劑有SP、乙炔黑等，傳統的炭黑是球形的，更容易與活體物質均勻混合，但其接觸形式為點對點接觸，限制了導電劑的作用，增加了導電劑的添加量，而是石墨烯具有片狀結構，與活性物質的接觸是點面接觸，可以大限度地發揮導電劑的作用，減少導電劑的用量，使活性物質得到更多的利用，提高鋰電池的容量，然而，片狀石墨烯也是它的缺點，片狀石墨烯在溶劑中更難分散，更容易團聚在一起，但需要增加石墨烯的用量，同時，其片狀結構不利于鋰離子擴散，導致電池內阻增大，加速電池失效。

　　理論上，電池專用石墨烯的超快導電性可以提高電池的倍率性能，但事實是單層石墨烯阻礙了鋰離子的擴散，特別是在高倍率充放電時，電池內部極化加劇，電池放電容量降低，相關研究表明，在低倍率放電條件下，用石墨烯部分替代導電炭黑，可以減少導電劑的用量，在一定程度上提高電池的能量密度。

　　小編今天就不再做過多的講解了，感謝大家的收看，祝大家生活愉快，讓我們下期再見。