目前已知的最薄也最堅(jiān)硬的石墨烯電池發(fā)展前景分析

在生活中，你可能接觸過(guò)各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你可能并不知道它的一些組成部分，比如它可能含有的石墨烯電池，那么接下來(lái)讓小編帶領(lǐng)大家一起學(xué)習(xí)石墨烯電池。石墨烯電池正迅速變得比以前的石墨電池更受歡迎。它們是一種新興的技術(shù)，允許更快的周期和增加的電極密度。他們也有能力延長(zhǎng)充電時(shí)間，提高電池的使用壽命。石墨電池是一種經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的技術(shù)，有多種形式。像石墨一樣，各種類型的功能石墨烯衍生物電極現(xiàn)在都可以使用，研究人員發(fā)現(xiàn)了許多優(yōu)于純石墨電極的優(yōu)點(diǎn)。

石墨烯成為這種突破性材料也就不足為奇了。它是目前發(fā)現(xiàn)的最輕，最薄，最堅(jiān)固和最導(dǎo)電的新型納米材料，并且具有良好的導(dǎo)熱性，使其更利于散熱。石墨烯也被許多科學(xué)家稱為黑金的聲譽(yù)。如果這項(xiàng)技術(shù)逐漸成熟并且繼續(xù)流行，那么移動(dòng)電話和汽車等許多領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。

歷史上，石墨一直用作主要的陰極材料，鋰離子進(jìn)入結(jié)構(gòu)孔中。然而，石墨烯缺乏這種能力，但是由于其大的表面積，它可以通過(guò)表面吸附和誘導(dǎo)鍵合來(lái)存儲(chǔ)鋰離子。誘導(dǎo)鍵合通常發(fā)生在石墨烯衍生物和鋰離子附著到功能化表面的過(guò)程中。除了具有大的表面積之外，高導(dǎo)電率也是石墨烯電極的另一個(gè)關(guān)鍵特征。傳統(tǒng)電池中使用的許多金屬氧化物都具有諸如體積能量密度低，電導(dǎo)率低和接觸點(diǎn)損失的缺點(diǎn)。

石墨烯電池是一種利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速且大量往復(fù)運(yùn)動(dòng)的特性而開(kāi)發(fā)的新能源電池。新型石墨烯電池實(shí)驗(yàn)階段的成功無(wú)疑將成為電池行業(yè)的新發(fā)展點(diǎn)。電池技術(shù)是大力推動(dòng)和發(fā)展電動(dòng)汽車的最大門檻，并且電池行業(yè)正處于鉛酸電池和傳統(tǒng)鋰電池都處于瓶頸的階段。石墨烯儲(chǔ)能設(shè)備研制成功后，如果能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)，將會(huì)給電池行業(yè)乃至電動(dòng)汽車行業(yè)帶來(lái)新的變化。

使用石墨烯混合金屬氧化物可以消除大多數(shù)問(wèn)題，并且由于間隙離子與混合基質(zhì)之間相互作用的巨大改善，電導(dǎo)率變得更大。為了生產(chǎn)石墨烯-金屬氧化物納米顆粒，在該方法中將石墨烯用作模板。由于石墨烯的規(guī)則重復(fù)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了均勻分布的矩陣。該過(guò)程還限制了納米顆粒的聚集，并在鋰的充電和放電循環(huán)中促進(jìn)了納米顆粒的表面。因此，與純電極相比，比容量和循環(huán)性能得到改善。由于鋰的價(jià)格仍然很高，因此不能大大降低鋰離子電池的價(jià)格。該技術(shù)不依賴于金屬和其他有毒物質(zhì)，因此如果需要處理，則對(duì)環(huán)境無(wú)害。

石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)，電氣和機(jī)械性能，在材料科學(xué)，微納加工，能源，生物醫(yī)學(xué)和藥物輸送中具有重要的應(yīng)用前景。它被認(rèn)為是未來(lái)的革命性材料。對(duì)石墨烯電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的分析表明，我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)起步較早，產(chǎn)業(yè)鏈初步形成，呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的總體趨勢(shì)。下游生產(chǎn)公司具有參與全球石墨烯市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的能力，并在石墨烯的研究和生產(chǎn)方面取得了相對(duì)領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)。它是我國(guó)基本可以與先進(jìn)國(guó)際國(guó)家同步發(fā)展的為數(shù)不多的新興產(chǎn)業(yè)之一。

石墨烯及其衍生物具有優(yōu)異的性質(zhì)，例如優(yōu)異的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，大的比表面積和自然的粘附性。使用石墨烯功能時(shí)，可以顯著增強(qiáng)傳統(tǒng)的前瞻性電池材料。在實(shí)際電池中，這些優(yōu)點(diǎn)有幾種體現(xiàn)。使用石墨烯衍生物制備的半導(dǎo)體電池材料不需要納米尺寸即可實(shí)現(xiàn)所有實(shí)用的電導(dǎo)率。用較大顆粒制成的電極所需的添加劑少得多，具有堆積密度和最終電池的實(shí)際能量密度。另外，還提高了物料搬運(yùn)和搬運(yùn)的便利性。較大的顆粒具有熱穩(wěn)定性，并且石墨烯的特殊導(dǎo)熱性可降低任何地方的溫度梯度，并防止高能電池的熱損失。電極表面的局部散熱也可以延長(zhǎng)電池壽命。

相信通過(guò)閱讀上面的內(nèi)容，大家對(duì)石墨烯電池有了初步的了解，同時(shí)也希望大家在學(xué)習(xí)過(guò)程中，做好總結(jié)，這樣才能不斷提升自己的設(shè)計(jì)水平。