鉅大LARGE | 點擊量：1584次 | 2021年09月05日
石墨烯電池發(fā)展前景怎樣
1、石墨烯電池為甚么成為備受關(guān)注的電池
（1）聚集了鋰離子電池和超級電容的優(yōu)勢，同時兼具高功率密度和高能量儲存密度的特性，能量密度為160瓦/公斤，功率密度為100千瓦/公斤。
（2）單層石墨材料將具有超過兩倍石墨的理論容量（即〉744mAh/g）。
（3）石墨烯的每個碳原子均為sp2雜化，并貢獻剩余一個p軌道電子形成一個大鍵，電子可以自由移動，賦予石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性。
（4）電子在石墨烯中傳輸時不易發(fā)生散射，遷移率可達200000cm2/（V*s），約為硅中電子遷移率的140倍，其電導(dǎo)率可達104S/m，是室溫下導(dǎo)電性最佳的材料。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
（5）石墨烯的導(dǎo)電性可通過化學(xué)改性的辦法進行控制，并可同時獲得各種基于石墨烯的衍生物。
（6）雙層石墨烯在一定條件下還可呈現(xiàn)出絕緣性。石墨烯是已知材料中強度和硬度最高的晶體結(jié)構(gòu)。其抗拉強度和彈性模量分別為125GPa和1.1TPa。石墨烯的強度極限為42N/m2.
（7）石墨烯的室溫?zé)釋?dǎo)率約為5300W/m-K，高于碳納米管和金剛石，是室溫下銅的熱導(dǎo)率的10倍多。石墨烯的理論比表面積可達2630m2/g。
2、石墨烯電池被爆冷的原由
（1）近年來有研究發(fā)現(xiàn)，倘若人類偶然攝入了石墨烯，石墨烯會切開人體細胞并破壞其內(nèi)容物。
也就是說，它可能是有毒的。
（2）傳統(tǒng)導(dǎo)電碳/石墨很便宜，都是論噸賣的，而石墨烯太貴。一克上千的價格，這不是一般公司能夠承受得了的。而數(shù)年前，石墨烯的價格曾高達每克5000元，遠超黃金價格，一般消費者也難以承受。
3、石墨烯電池的發(fā)展如何
石墨烯的制備技術(shù)發(fā)展
（1）石墨烯微片制備
1859年，brodie制備了GO溶液，當(dāng)時稱為石墨酸。
1958年，Hummers發(fā)展了這種辦法，目前化學(xué)法制備石墨烯的主流辦法。
其他辦法：如微機械剝離法、化學(xué)合成法。
（2）大面積石墨烯薄膜制備
2006年，berger等人，首次通過加熱Sic，使C原子滲出在（0001）上重新排布生長出了石墨烯。
2008年，Coraux等CVD法以C，Ha為原料在Ir（111）表面外延生長出石墨烯。
2009年，Kim等人采用以C，Ha為原料在Ni（111）表面外延生長出石墨烯。
2012年，成會明、任文才等間在貴金屬上制備出了1mm2左右的六邊形單晶石墨烯，并實現(xiàn)了無損轉(zhuǎn)移。
其他辦法：靜電自組裝法、旋涂法等
石墨烯做為一種性能優(yōu)異的活性材料大規(guī)模使用在鋰離子電池上是時間問題。
石墨烯使用于鋰離子電池的關(guān)鍵問題在于要怎么樣降低石墨烯的成本。
尚未處理的理論問題是石墨烯與電解液及電極材料的相互用途問題。
可以重點研究的是石墨烯與正極材料復(fù)合工藝，要怎么樣提高復(fù)合的平均性和吸附性。
