实验与石墨烯在下一代电池凸显出重要的作用,这种材料将在未来能源存储解决方案。
锂电池在便携式能源市场的统治仍在继续,由于低成本和锂元素的自然丰富,加上材料的能量密度特性好。不断上升的能源需求推动我们的移动通信设备、电动汽车、无人机和其他便携式技术将对锂离子电池性能和驾驶研究小说电池解决方案。
新材料对电极是一个非常活跃的研究方向,由于电极在电池性能的关键作用。增加要求充电/放电功耗和稳定的需求促使科学家工程师新的复合材料,经得住考验的耗电移动用户。
早些时候研究人员尝试了graphene-boron复合材料,氧化石墨烯与纳米孔,graphene-vanadium混合物作为现代锂离子电池电极材料。更换标准石墨电极与这些材料取得了快10倍收取,10倍大的能量储存,在20秒收,良好的循环稳定性。这是总结有三个最有前途的策略来提高锂离子电池石墨烯和其他二维材料。第一种策略是杂交,当石墨烯与其他2 d或其他导电纳米杂化材料,提高导电率和循环稳定。第二个策略是边缘和表面功能化,其他材料的吸附原子与2 d材料来调整它们的属性如电子结构、表面化学反应性,层间间距。最后的策略是控制二维纳米材料形态,例如引入纳米孔或控制等厚度和横向维度,这会显著地影响电化学性能或增加团。在这个方向上的研究仍在继续,因为科学家们发现新方法合成二维材料用于电极,导致更持久而持久的锂离子电池。
锂离子技术也只能到此为止,正在寻找可行的替代技术,满足移动电力需求日益增长的需求。石墨烯氧化物(去)特别是作为总统候选人出现了阴极材料未来锂硫电池(Li-S)。Li-S被广泛认为是最有前途的继任者为今天的锂离子电池吗。GO-based这些实验电池显示增加阴极放电容量保留50%,提高循环稳定性高达86%,超过任何其他类型的阴极。最近的结果表明,石墨烯阴极支持一个非常高的可逆容量(1160 mAh / g)。在这些/硫复合材料,石墨烯中起着重要作用提高硫的电子导电率,抑制可溶性聚硫化物的航天飞机效应导致阴极破解传统的阴极。
最后,研究人员正在超越锂实验解决方案,比如铝离子电池,它具有潜力提供巨大的容量和高电流能力,同时对环境更友好比锂离子技术。这些电池也含有石墨烯电极。虽然在第一个实例的能力实现温和,一个完整的充放电循环花不到三分钟。
近年来发展无疑表明,石墨烯可以真正实现新型便携式能源解决方案的技术,与石墨烯电极材料现在被认为是电池组件的前沿。
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