石墨烯+鋰電池=石墨烯電池？NO

作為一種碳納米材料，石墨烯之于鋰電池并未超出目前常用碳材料的作用范疇。雖然目前科技論文、企業(yè)產(chǎn)品等關(guān)于石墨烯提升鋰電池性能的消息屢見(jiàn)不鮮，但其核心儲(chǔ)能機(jī)理并未因石墨烯的加入而改變，因此將添加了石墨烯的鋰電池稱為石墨烯電池并不恰當(dāng)。

石墨烯+鋰電池≠石墨烯電池

目前，很多人將含有石墨烯材料的電池稱為“石墨烯電池”?！捌鋵?shí)，稱這些電池為石墨烯電池并不十分科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)，并且這個(gè)概念也不符合行業(yè)命名原則，非行業(yè)共識(shí)。石墨烯因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，已經(jīng)在鋰電池中展示出巨大的應(yīng)用潛力。但是，作為一種碳納米材料，石墨烯之于鋰電池并未超出目前常用碳材料的作用范疇。雖然目前科技論文、企業(yè)產(chǎn)品等關(guān)于石墨烯提升鋰電池性能的消息屢見(jiàn)不鮮，但其核心儲(chǔ)能機(jī)理并未因石墨烯的加入而改變，因此將添加了石墨烯的鋰電池稱為石墨烯電池并不恰當(dāng)。

鋰電池由正極、負(fù)極、隔膜、電解液四大材料構(gòu)成，目前主要應(yīng)用的負(fù)極材料為石墨。而石墨烯是從石墨中剝離出來(lái)、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，各項(xiàng)性能優(yōu)于石墨，具有極強(qiáng)導(dǎo)電性、超高強(qiáng)度、高韌性、較高導(dǎo)熱性能等，被譽(yù)為“新材料之王”。人們希望其取代石墨充當(dāng)電池負(fù)極，或者用于鋰電池其他關(guān)鍵材料，以期將鋰電池的能量密度和功率密度大幅提高。

電池即便以關(guān)鍵材料命名，也一般遵循“正極—負(fù)極活性材料”的規(guī)則，鋰電池的充放電，由鋰離子在正、負(fù)極材料中的嵌入和脫出來(lái)完成。因此，如果命名為石墨烯電池，則石墨烯應(yīng)該是主要的電極材料，但現(xiàn)在石墨烯類似添加劑，在電池中的主要作用是提高電極的導(dǎo)電性或者導(dǎo)熱/散熱特性，并不是電池正負(fù)極的活性材料。因此并不能將這樣的電池命名為石墨烯電池，而將之稱為石墨烯基鋰電池則更準(zhǔn)確。

“從目前技術(shù)發(fā)展階段來(lái)看，石墨烯電池尚未出現(xiàn)。石墨具有層狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)給鋰離子的嵌入設(shè)置了一個(gè)閘口，是鋰電池具有充放電平臺(tái)和高庫(kù)侖效率的決定因素，也是其成為鋰電池關(guān)鍵材料的重要因素之一?！睏钊t說(shuō)，相比而下，不具有層狀結(jié)構(gòu)的石墨烯用作鋰電負(fù)極的產(chǎn)業(yè)化前景不樂(lè)觀，純石墨烯的充放電曲線與硬碳和活性炭材料非常相似，還有首次循環(huán)庫(kù)侖效率低、沒(méi)有充放電平臺(tái)及循環(huán)穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)。因此，目前純的石墨烯不存在取代石墨類材料直接用作鋰電池負(fù)極的可能性。但石墨烯基復(fù)合材料有可能作為高性能電極材料推動(dòng)鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。