石墨烯锂离子电池的应用
锂离子电池具有开路电压高、能量密度高、使用寿命长、无记忆效应、无污染、自放电率低等优点。
石墨烯是一种单原子层厚度的石墨材料,具有独特的二维结构和优良的电气机械和热性能同时它也是一种很有应用前景的锂离子电池电极材料的电极材料微观结构对其性能有很大的影响,使用石墨烯作为电极材料具有特殊形态和微观结构,材料能有效地改善电化学性能。
理论石墨烯具有大的比表面积(600m2/g)和蜂窝状孔结构,因此具有更高的存储容量锂此外,材料本身的高电子迁移率(15000cm2/s)(V),导热系数的杰出表现(000W/(mK)),良好的化学稳定性和优异的机械性能(拉伸模量1。01TPa)，使其作为基体复合电极材料具有更加突出的优点。目前制备石墨烯的方法重要有四种:微机械力剥离法、化学气相沉积法、化学还原氧化石墨法和热膨胀法。微机械力剥离法和化学气相沉积法可以得到微形貌良好的单层石墨烯，但方法复杂，只能得到少量的石墨烯，不适合大规模生产和应用。化学还原是将氧化石墨烯还原成水合肼或其他还原剂来制备石墨烯薄片的过程。氧化石墨烯是由天然石墨经Hummers、Brodie或Staudenmaie剥离而成。该方法简单，可大量制备石墨烯。然而,由于引入含氧集团在这一过程中,石墨烯中包含的剩余含氧集团最终影响其电化学性能,导致穷人分散性能的石墨烯在溶剂和不可逆聚合,导致石墨烯层的厚度新增。通过热膨胀的方法，剥离氧化石墨也可以获得形态规整的单层石墨烯，但反应条件苛刻:实现为单层/少层石墨烯片完全剥离结构,通常要迅速加热到1000℃,反应条件的能源消耗大,不容易控制,和改进的高真空低温热膨胀剥离方法,可以获得200℃条件下的高真空汽提单层石墨烯。
