隨著研究的不斷發(fā)展,高性能鋰電電極材料層出不窮。近幾年來,石墨烯材料是最受學者們關注的材料之一,它具有高導電性、高導熱性、高比表面積等諸多優(yōu)良特性,可以很好地被用在動力電池領域。石墨烯作鋰離子電池正負極材料具有怎樣的優(yōu)勢呢?
1.其具有超大的比表面積(2630 m2/g),可降低電池極化,從而減少因極化造成的能量損失。
2.石墨烯具有優(yōu)良的導電和導熱特性,有利于電子傳輸通道的暢通,并確保其在使用中的穩(wěn)定性。
3.石墨烯片層的尺度在微納米量級,遠小于體相石墨的,這使得鋰離子在石墨烯片層之間的擴散路徑縮短;片層間距的增大也有利于鋰離子的擴散傳輸,有利于電池功率性能的提高。
4.其具有較高比容量。鋰離子在石墨烯中具有非化學計量比的嵌入?脫嵌,比容量可達700~2000 mAh/g。
5.石墨烯具有高充放電速率。多層石墨烯材料的層間距離要明顯大于石墨的層間距,更有利于鋰離子的快速嵌入和脫嵌。
未來石墨烯除了可以被用在鋰電池領域外,還能應用在電子領域包括晶體管、傳感器、柔性觸摸屏及可穿戴設備;能源領域包括太陽能天池、鋰電池、超級電容;散熱材料領域包括散熱薄膜、散熱復合材料;生物醫(yī)學領域包括藥物載體、細菌消除、DNA快速測序以及環(huán)保領域如污水處理、淡化海水等眾多領域取得廣泛應用,市場潛力巨大。