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點(diǎn)燃烯望之光，攜手聚力前行
石墨烯導(dǎo)電漿料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
發(fā)布時(shí)間：
2022-11-30
石墨烯導(dǎo)電漿料性能優(yōu)異是毋庸置疑的，但它就一定適用于鋰離子電池嗎?目前市面上宣稱的“石墨烯電池”是一個(gè)不準(zhǔn)確的概念。準(zhǔn)確的說，基本上就是在材料加入一點(diǎn)點(diǎn)石墨烯來提高鋰電池的部分性能，可以稱之為石墨烯基鋰離子電池。不排除石墨烯在實(shí)驗(yàn)室可以作為負(fù)極材料制作鋰電池或者電容器，但是要求比較高。綜上所述，石墨烯可以作為鋰電池的調(diào)味品，但不適合作為主體材料。
石墨烯導(dǎo)電漿料性能優(yōu)異是毋庸置疑的，但它就一定適用于鋰離子電池嗎?目前市面上宣稱的“石墨烯電池”是一個(gè)不準(zhǔn)確的概念。準(zhǔn)確的說，基本上就是在材料加入一點(diǎn)點(diǎn)石墨烯來提高鋰電池的部分性能，可以稱之為石墨烯基鋰離子電池。不排除石墨烯在實(shí)驗(yàn)室可以作為負(fù)極材料制作鋰電池或者電容器，但是要求比較高。綜上所述，石墨烯可以作為鋰電池的調(diào)味品，但不適合作為主體材料。
石墨烯導(dǎo)電漿料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
石墨烯是一種由碳原子組成的單原子層的平面薄膜，厚度只有0.34 nm，單層厚度相當(dāng)于一根頭發(fā)絲直徑的十五萬分之一。目前是世界上已知較薄較硬的納米材料。透光性好，可以折疊。因?yàn)橹挥幸粚釉?，電子的運(yùn)動(dòng)被限制在一個(gè)平面內(nèi)，石墨烯還具有全新的電學(xué)性質(zhì)。比表面積為2630m2/g，熱導(dǎo)率為5000 w/m。
電學(xué)特性：石墨烯具有獨(dú)特的載流子特性和無質(zhì)量狄拉克費(fèi)米子特性。電子遷移率可達(dá)2105 cm2/Vt;s的電子遷移率約為硅中的140倍，砷化鎵的20倍，具有較高的溫度穩(wěn)定性，電導(dǎo)率為108/m，薄層電阻為31/sq(310/m2)，低于銅或銀。它是室溫下較好的導(dǎo)電材料。
此外，石墨烯導(dǎo)電漿料電子載流子和空穴載流子的半整數(shù)量子霍爾效應(yīng)可以通過在電場作用下改變化學(xué)勢來觀察，而Novoselov等人在室溫下觀察到了石墨烯的這種量子霍爾效應(yīng)。
石墨烯導(dǎo)電漿料在鋰電池中的作用
由于石墨烯具有上述納米尺度效應(yīng)、很大的比表面積、良好的導(dǎo)電性和優(yōu)異的機(jī)械性能，因此被世界各國科學(xué)家廣泛研究，并產(chǎn)生了“石墨烯鋰電池”的概念。石墨烯以什么樣的角色參與鋰電池?分別是導(dǎo)電漿料在鋰離子電池的應(yīng)用以及鋰離子電池用導(dǎo)電漿料的優(yōu)缺點(diǎn)。在實(shí)踐，由于成本和技術(shù)的成熟，炭黑仍然是鋰離子電池中應(yīng)用廣泛的導(dǎo)電材料。碳納米管和石墨烯作為新時(shí)代的寵兒，在科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用方面都取得了不俗的成績。然而，碳納米管和石墨烯的綜合使用成本阻礙了工業(yè)化批量使用。誰將帶領(lǐng)未來鋰離子電池導(dǎo)電膠的主流，還有待觀察。
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