石墨烯电池发展前景怎样

1、石墨烯电池为甚么成为备受关注的电池

（1）聚集了锂离子电池和超级电容的优势，同时兼具高功率密度和高能量储存密度的特性，能量密度为160瓦/公斤，功率密度为100千瓦/公斤。

（2）单层石墨材料将具有超过两倍石墨的理论容量（即〉744mAh/g）。

（3）石墨烯的每个碳原子均为sp2杂化，并贡献剩余一个p轨道电子形成一个大键，电子可以自由移动，赋予石墨烯优异的导电性。

（4）电子在石墨烯中传输时不易发生散射，迁移率可达200000cm2/（V*s），约为硅中电子迁移率的140倍，其电导率可达104S/m，是室温下导电性最佳的材料。

（5）石墨烯的导电性可通过化学改性的办法进行控制，并可同时获得各种基于石墨烯的衍生物。

（6）双层石墨烯在一定条件下还可呈现出绝缘性。石墨烯是已知材料中强度和硬度最高的晶体结构。其抗拉强度和弹性模量分别为125GPa和1.1TPa。石墨烯的强度极限为42N/m2.

（7）石墨烯的室温热导率约为5300W/m-K，高于碳纳米管和金刚石，是室温下铜的热导率的10倍多。石墨烯的理论比表面积可达2630m2/g。

2、石墨烯电池被爆冷的原由

（1）近年来有研究发现，倘若人类偶然摄入了石墨烯，石墨烯会切开人体细胞并破坏其内容物。

也就是说，它可能是有毒的。

（2）传统导电碳/石墨很便宜，都是论吨卖的，而石墨烯太贵。一克上千的价格，这不是一般公司能够承受得了的。而数年前，石墨烯的价格曾高达每克5000元，远超黄金价格，一般消费者也难以承受。

3、石墨烯电池的发展如何

石墨烯的制备技术发展

（1）石墨烯微片制备

1859年，brodie制备了GO溶液，当时称为石墨酸。

1958年，Hummers发展了这种办法，目前化学法制备石墨烯的主流办法。

其他办法：如微机械剥离法、化学合成法。

（2）大面积石墨烯薄膜制备

2006年，berger等人，首次通过加热Sic，使C原子渗出在（0001）上重新排布生长出了石墨烯。

2008年，Coraux等CVD法以C，Ha为原料在Ir（111）表面外延生长出石墨烯。

2009年，Kim等人采用以C，Ha为原料在Ni（111）表面外延生长出石墨烯。

2012年，成会明、任文才等间在贵金属上制备出了1mm2左右的六边形单晶石墨烯，并实现了无损转移。

其他办法：静电自组装法、旋涂法等

石墨烯做为一种性能优异的活性材料大规模使用在锂离子电池上是时间问题。

石墨烯使用于锂离子电池的关键问题在于要怎么样降低石墨烯的成本。

尚未处理的理论问题是石墨烯与电解液及电极材料的相互用途问题。

可以重点研究的是石墨烯与正极材料复合工艺，要怎么样提高复合的平均性和吸附性。