我國對石墨烯領(lǐng)域的研究與開發(fā)較早就給予了關(guān)注。根據(jù)統(tǒng)計，我國石墨儲量占全球的70%以上，石墨烯研發(fā)應(yīng)用水平也與發(fā)達(dá)國家基本同步。與此同時，國家還資助了大量有關(guān)石墨烯的基礎(chǔ)研究項目。
因為石墨烯是目前為止導(dǎo)熱系數(shù)最高的材料，具有非常好的熱傳導(dǎo)性能，所以它也被大量運(yùn)用在全新的采暖行業(yè)。



和常規(guī)發(fā)熱膜一樣，石墨烯需要通電才能發(fā)熱，當(dāng)在石墨烯發(fā)熱膜兩端電極通電的情況下，電熱膜中的碳分子在電阻中產(chǎn)生聲子、離子和電子，由產(chǎn)生的碳分子團(tuán)之間相互摩擦、碰撞(也稱布朗運(yùn)動)而產(chǎn)生熱能，熱能又通過控制遠(yuǎn)紅外線以平面方式均勻地輻射出來。
石墨烯通電后，有效電熱能總轉(zhuǎn)換率達(dá)99%以上，同時加上特殊的超導(dǎo)性，保證發(fā)熱性能的穩(wěn)定。但是與常規(guī)金屬絲發(fā)熱膜不同的地方在于，發(fā)熱穩(wěn)定安全，而且散發(fā)出來的紅外線被稱為“生命光線”。



綜上所述，石墨烯材料非常適合應(yīng)用于新型采暖行業(yè)，讓采暖過程更加舒適，便捷。

石墨烯在鋰電池電極材料有哪些應(yīng)用

(1) 石墨烯具有優(yōu)良的導(dǎo)電和導(dǎo)熱特性,亦即,本身已具有了良好的電子傳輸通道,而良好的導(dǎo)熱性能也確保了其在使用中的穩(wěn)定性；
(2)聚集形成的宏觀電極材料中,石墨烯片層的尺度在微納米量級,遠(yuǎn)小于體相石墨,使得Li+在石墨烯片層之間的擴(kuò)散路徑較短；而且片層間距也大于結(jié)晶性良好的石墨,更有利于Li+的擴(kuò)散傳輸。
(3)因此,石墨烯基電極材料同時具有良好的電子傳輸通道和離子傳輸通道,非常有利于鋰離子電池功率性能的提高。
通過優(yōu)化石墨烯復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)，例如夾層結(jié)構(gòu)或石墨烯片層包覆結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步提高材料的電化學(xué)性能。在正極復(fù)合材料中，石墨烯形成的連續(xù)三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)可有效提高復(fù)合材料的電子及離子傳輸能力。此外，相比于傳統(tǒng)導(dǎo)電添加劑，石墨烯導(dǎo)電劑的優(yōu)勢在于能用較少的添加量，達(dá)到更加優(yōu)異的電化學(xué)性能。
有研究表明，純石墨烯材料由于首次循環(huán)庫侖效率低、充放電平臺較高以及循環(huán)穩(wěn)定性較差，并不能取代目前商用的碳材料直接作為鋰離子電池負(fù)極材料使用。這主要是由于石墨烯較大的比表面積會導(dǎo)致材料與電解質(zhì)接觸面積大，材料中存儲的鋰離子與電解質(zhì)分子會發(fā)生不可逆反應(yīng)形成 SEI 膜。同時，碳材料表面殘余的含氧基團(tuán)與鋰離子發(fā)生不可逆副反應(yīng)，填充碳材料結(jié)構(gòu)中的儲鋰空穴，造成可逆容量的進(jìn)一步下降。此外，石墨烯片層極易聚集堆積成多層結(jié)構(gòu)，從而喪失了其因高比表面積而具有的高儲鋰空間的優(yōu)勢。但石墨烯可以作為一種優(yōu)異的基體材料在復(fù)合電極材料中可發(fā)揮更大的作用。

由于將石墨烯應(yīng)用于鋰離子電池可以解決傳統(tǒng)鋰電池能量密度和功率密度難以兼得的問題，石墨烯在鋰離子電池中應(yīng)用是一個非常有前途的方向。石墨烯可以在多個方面應(yīng)用于鋰電池中，比如石墨烯復(fù)合負(fù)極材料，如硅碳復(fù)合負(fù)極材料；也可以作為鋰電池正負(fù)極材料的導(dǎo)電添加劑，還可以涂覆于鋁箔集流體上，形成石墨烯功能涂層鋁箔石。近年來，我國已有不少企業(yè)從事這方面的研究，并取得了積極進(jìn)展。

標(biāo)簽：電極石墨鋰電池