石墨烯基鋰電池的消息刷屏背后 是行業急功近利的心態在作怪？(2)

其中最有希望的是三元材料（LiNixCoyMnzO2），具有比容量高、循環壽命長、安全性能好、價格低廉等特征，當然也有工作平臺電壓較低（3.6V），層狀結構易塌陷等缺點，目前日韓的三元材料研究相對比較成熟，我們不多說。

負極材料：

鋰離子電池能否成功應用，關鍵還在于能否制備出可逆地脫嵌鋰離子的負極材料，這類材料要求具有：

①在鋰離子的反應中自由能變化小；

②鋰離子在負極的固態結構中有高的擴散率；

③高度的可逆反應；

④有良好的離子電導率；

⑤熱力學性質。

目前應用最普遍的還是碳家族的負極材料，當然也是一個大家族：

石墨是最早用于鋰離子電池的碳負極材料，石墨可以分為天然石墨和人造石墨，其結構是層狀結構，其碳原子呈六角形排列并向二維方向延伸，層間距為0.335nm，成本低、比容量高、導電性好、初充電效率高、充放電電壓曲線穩定、插鋰電位低等特性。當然，石墨也有很多缺點，

2、石墨烯因逆天性能被看做理想的電極材料

下面就該我們的主角之一——石墨烯登場啦！

2004年，Manchester大學的GEIM等首次用機械剝離法獲得了單層或薄層的新型二維原子晶體——石墨烯。石墨烯是一種結構獨特并且性能優異的新型材料，它是由碳原子以sp2雜化連接的單原子層二維蜂窩狀結構，被認為是富勒烯、碳納米管和石墨的基本結構單元，如圖1所示。

石墨烯的發現在充實了碳材料家族的同時，也充實了儲能材料優化及改性的方法體系。由于石墨烯具有高導電性、高導熱性、高比表面積、高強度和剛度等諸多優良特性，在儲能、光電器件、化學催化等諸多領域獲得了廣泛的應用，特別是在未來實現基于石墨烯材料的高能量密度、高功率密度應用有著非常重要的理論和工程價值。