石墨烯基材料做電極材料的機遇與挑戰
發布時間:2017-05-04 責任編輯:susan
【導讀】近年來,高性能電化學儲能裝置的需求量大幅上升,yushihenduoxuezhedoukaishitourudaoduigengzhuoyuedianjicailiaodekaifaheyanjiuzhong。zaizhefangmian,shimoxijicailiaoxiyinledaliangmuguang。youyunengtishengxianyoushebeixingneng,bingshixiayidaishebeigengshiyong,shimoxijicailiaobeikanzuoshiqianjingshenyuandegaoxingnengdianjicailiao。

jinguanshimoxiyemianlintongyangwenti,shenzhiqingkuanggengyanzhong,danjingguoshimoxihedianjijiegoushejidekekongzuhe,haishikeyidedaogaomidushimoxijidianji。ciwai,zaixuduoqingkuangxia,zuzhuangdejichengshimoxijidianjibuhanrenhedaodianjihezhanjieji,yincinengjinyibubangzhutishengtijinengliangmidu。

作為電化學儲能裝置的潛在電極材料,石墨烯具有許多其他傳統碳材料和納米碳材料所沒有的優越性。石墨烯物理結構穩定、比表麵積大、導電性良好,對大多數電化學儲能裝置來說,它幾乎是一種完美材料。
此外,石墨烯的輸出性能也取得了很多令人矚目的進步:利用二維層狀結構能構建出各種三維結構,還具備可調節的孔隙結構。我們在論文中綜述了石墨烯基材料在液態鋰離子電池、鋰硫電池、鋰氧電池、NIB和SC等方麵的應用。我們研究發現,將石墨烯應用於這些裝置,能大大提高其性能。
石墨烯的幾個顯著優勢如下:
1.shimoxizaishijiyingyongyufeitancailiaoshi,shiyizhongyoulidetanjicai。tayingyongrongyi,bibiaomianjida,shidezaiqibiaomianshixianqitahuoxingchengfendezajiaohejunyunsanbugengjiarongyi,zheyejidatigaolezhexiechengfendeliyonglv。ciwai,liyongshimoxizailianggehuoxinglizishenzhishizhenggedianjijiangoujianhuliandedaodianwangluoyeshiqingeryiju。zheyangdewangluoyouzhuyutigaodianjidexunhuanwendingxing。
2.通過在裝置中使用石墨烯代替傳統碳材料,能實現高體積能量密度。石墨烯為高體積能量密度裝置的組裝提供了潛在解決方案。
3.rouxingshimoxiyouwangzhizaorouxingchunengzhuangzhi。shiyongshimoxijiqizujiankeyizhibeichujuyougaodurourenxingdejiliuti,weiwomentigongleyizhongqudaicuixingjinshujiliutidefangfa。ciwai,liyongshimoxihainengzhibeichujichengrouxingdianji,youzhuyujiejuezaifanfuwanquguochengzhongjiliutihuoxingcailiaofenlidewenti。
除(chu)了(le)以(yi)上(shang)幾(ji)點(dian),石(shi)墨(mo)烯(xi)相(xiang)較(jiao)於(yu)傳(chuan)統(tong)碳(tan)材(cai)料(liao)還(hai)具(ju)有(you)多(duo)種(zhong)優(you)越(yue)性(xing)能(neng),可(ke)能(neng)有(you)助(zhu)於(yu)促(cu)進(jin)各(ge)種(zhong)新(xin)型(xing)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)的(de)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)。新(xin)近(jin)研(yan)究(jiu)報(bao)告(gao)指(zhi)出(chu),高(gao)能(neng)室(shi)溫(wen)鈉(na)硫(liu)電(dian)池(chi)通(tong)過(guo)碳(tan)/liufuhecailiaozuoweidianji。womenkeyiyuliao,shimoxikeyijinyibubangzhutishengzheleidianchidexingneng。haiyouyanjiufaxian,shimoxijifuhecailiaokezuoweixinkongqidianchidegaoxiaodiancuihuaji。zaizhongzhongjieguozhishang,womenbunankanchu,shimoxizaiweilainengyuanchucunzhuangzhiyingyongzhongdejudaqianli。


盡管石墨烯基材料在電化學儲能裝置(EESDs)應(ying)用(yong)中(zhong)具(ju)有(you)諸(zhu)多(duo)優(you)點(dian),其(qi)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)目(mu)前(qian)尚(shang)未(wei)得(de)到(dao)充(chong)分(fen)實(shi)現(xian),並(bing)且(qie)還(hai)存(cun)在(zai)一(yi)些(xie)嚴(yan)重(zhong)問(wen)題(ti)。正(zheng)是(shi)這(zhe)些(xie)亟(ji)待(dai)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti),導(dao)致(zhi)石(shi)墨(mo)烯(xi)基(ji)材(cai)料(liao)目(mu)前(qian)在(zai)很(hen)多(duo)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)受(shou)到(dao)阻(zu)礙(ai)。要(yao)解(jie)決(jue)現(xian)有(you)挑(tiao)戰(zhan),還(hai)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)理(li)論(lun)計(ji)算(suan)和(he)實(shi)驗(yan)研(yan)究(jiu)等(deng)方(fang)式(shi),付(fu)出(chu)更(geng)多(duo)努(nu)力(li)。相(xiang)信(xin)未(wei)來(lai)幾(ji)年(nian)內(nei),石(shi)墨(mo)烯(xi)基(ji)材(cai)料(liao)的(de)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)將(jiang)會(hui)取(qu)得(de)進(jin)一(yi)步(bu)突(tu)破(po),推(tui)動(dong)能(neng)源(yuan)存(cun)儲(chu)裝(zhuang)置(zhi)實(shi)現(xian)革(ge)命(ming)性(xing)進(jin)展(zhan)。
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