石墨烯和電池

石墨烯是一種由碳原子組成的蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)，由于其具有無(wú)數(shù)驚人的特性，被廣泛認(rèn)為是一種神奇材料。它是一種強(qiáng)大的電能和熱能導(dǎo)體，具有非常輕的化學(xué)惰性，并且具有很大的比表面積。它也被認(rèn)為是環(huán)保和可持續(xù)的，具有無(wú)限的可能性，為眾多的應(yīng)用。

什么是石墨烯電池？

石墨烯電池的優(yōu)點(diǎn)

在電池領(lǐng)域，石墨烯增強(qiáng)后，傳統(tǒng)電池電極材料(以及未來(lái)的電池電極材料)得到了顯著改善。石墨烯電池重量輕，經(jīng)久耐用，適合大容量?jī)?chǔ)能，并可縮短充電時(shí)間。它將延長(zhǎng)電池的壽命，而電池的壽命與涂覆在材料上或添加到電極上以獲得導(dǎo)電性的碳量呈負(fù)相關(guān)。石墨烯新增導(dǎo)電性，而不要傳統(tǒng)電池中使用的碳量。

石墨烯可以通過(guò)多種方式改善電池的能量密度和形狀等屬性。鋰離子電池(以及其他類(lèi)型的充電電池)可以通過(guò)將石墨烯引入電池的陽(yáng)極，利用材料的導(dǎo)電性和大面積的表面積特性來(lái)實(shí)現(xiàn)形態(tài)優(yōu)化和性能提升。

人們還發(fā)現(xiàn)，制造混合材料也有助于實(shí)現(xiàn)電池的增強(qiáng)。例如，氧化釩(VO2)和石墨烯的混合物可用于鋰離子陰極，具有快速充放電和較大的充電周期耐久性。在這種情況下，VO2具有高能量容量，但導(dǎo)電性較差，這可以通過(guò)使用石墨烯作為一種結(jié)構(gòu)骨干來(lái)解決，并將VO2附著在其上，從而創(chuàng)造出一種兼具高容量和優(yōu)良導(dǎo)電性的混合材料。

另一個(gè)例子是LFP(磷酸鐵鋰)電池，這是一種可充電的鋰離子電池。它的能量密度比其他鋰離子電池要低，但功率密度更高(這是電池供應(yīng)能量的速率的一個(gè)指標(biāo))。用石墨烯增強(qiáng)LFP陰極使電池更輕，充電速度比鋰離子電池快得多，比傳統(tǒng)的LFP電池容量更大。

除了徹底改變電池市場(chǎng)，石墨烯電池和石墨烯超級(jí)電容器的結(jié)合使用還可以出現(xiàn)驚人的效果，比如著名的提高電動(dòng)汽車(chē)行駛里程和效率的概念。雖然石墨烯電池尚未實(shí)現(xiàn)廣泛的商業(yè)化，但全世界都在報(bào)道電池的突破。