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每天给石墨烯电池打电话实际上是错误的

[电线电缆网]与石墨相比,没有层状结构的石墨烯作为锂阳极的商业化前景并不乐观。从目前的技术发展阶段来看,石墨烯电池还没有出现。

不久前,一家知名制造商在法国官方推特上宣布,它将成为第一个配备“石墨烯电池”的手机品牌,并指出这种电池比以前的型号更快、更耐用、更小。尽管这个消息很快被删除,但它再次引起了人们对石墨烯及其在电池中的作用的关注。那么,今天有“石墨烯电池”吗?谈到电池,石墨烯将给我们带来什么惊喜?

石墨烯锂电池石墨烯电池

众所周知,锂电池由四种主要材料组成:正极、负极、隔膜和电解液。目前,使用的主要负极材料是石墨。石墨烯是一种与石墨分离的二维晶体,由碳原子组成,只有一层原子厚度(0.35纳米)。其各种功能优于石墨,具有极强的导电性、超高强度、高韧性和高导热性。它被称为“新材料之王”。希望它能取代石墨作为电池的负极或作为锂电池其他环节的材料,从而大大提高锂电池的能量密度和功率密度。

目前,许多人把含有石墨烯材料的电池称为“石墨烯电池”“事实上,称这些电池为石墨烯电池既不科学也不严谨,这一概念不符合行业命名原则,也不是行业共识。”天津大学化学工程学院教授杨在接受《科技日报》记者采访时指出,石墨烯由于其奇特的物理和化学性质,在锂电池方面显示出巨大的应用潜力。然而,石墨烯作为一种碳纳米材料,并没有超出锂电池常用碳材料的影响范围。虽然科技论文、企业产品等不足为奇。石墨烯在促进锂电池功能方面取得了进展,但聚焦储能机制并没有因为石墨烯的介入而改变。因此,称添加石墨烯的锂电池为石墨烯电池是不合适的。

此外,从专业的角度来看,即使电池被命名为关键材料,它也遵循“正负活性材料”的规则。锂电池的充电和放电是通过在猜测正负材料时插入和取出锂离子来完成的。因此,如果它被命名为石墨烯电池,石墨烯应该是主要的电极材料。然而,目前,石墨烯近似添加剂在电池中的主要作用是改善电极的导电性或导热性/散热特性,而不是电池阳极和阴极的活性材料。因此,不可能给这种电池命名为石墨烯电池,但称它为石墨烯锂电池更为正确。

“从目前的技术发展阶段来看,石墨烯电池还没有出现。石墨具有层状结构。这种布局为锂离子插入提供了一个门。它是锂电池充放电平台和高库仑效率的决定性标志,也是锂电池作为关键材料的主要标志之一。”杨说,相比之下,没有层状结构的石墨烯作为锂电池负极的商业化前景不佳。纯石墨烯的充放电曲线与硬碳和活性炭材料非常相似,但也存在首次循环库仑效率低、无充放电平台和循环稳定性差的缺点。因此,纯石墨烯不可能代替石墨材料直接用作锂电池负极。然而,石墨烯基复合材料可以用作高性能电极材料来刺激锂电池性能的增长。

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