河北生產氧化石墨烯產品介紹

當今社會日益增長的能源與環(huán)境需求對儲能電池技術的發(fā)展既是機遇也是嚴峻的挑戰(zhàn)。納米碳材料如碳納米管與石墨烯因其優(yōu)異的導電能力、良好的機械性能以及獨特的形貌與結構特征在儲能電池技術領域中的應用越來越普遍。本文通過綜述近年來碳納米管與石墨烯分別作為鋰離子電池的復合電極材料、負極活性材料、導電添加劑以及新型鋰硫電池用復合導電載體的***應用進展，重點討論了這兩類納米碳材料的不同應用模式對儲能電池容量性能、倍率性能以及循環(huán)壽命的影響。同時對目前研究中存在的問題進行了總結，并對未來發(fā)展方向，如開發(fā)低成本與環(huán)境友好的高質量材料合成技術、提升材料的分散能力以有效構筑復合電極結構以及開發(fā)新的應用模式等進行了展望。超級銅具有優(yōu)異的高頻性能，強磁場下交流（頻率約1MHz）等效電阻，相比純銅低20%以上。河北生產氧化石墨烯產品介紹

自碳納米管(CNTs)在1991年被Iijima報道以來［10］，這種具有一維納米尺寸的管狀碳材料以其獨特的力學、電學、熱學及光學特性，在電極材料、醫(yī)學、儲氫裝置和催化劑等諸多領域［11～13］得到了廣泛的應用。鋰離子電池領域是碳納米管相當有潛力的應用方向之一。首先，碳納米管自身就是一種***的鋰離子電池負極材料;其次，碳納米管尤其是使用化學氣相沉積技術制備的定向生長的三維碳納米管陣列具備優(yōu)異的機械強度，并且由于其獨特的彈道電子傳導效應及抗電遷移能力，其電導率可高達105S/m［14］。將其作為三維導電結構或導電添加劑加入到其他電極材料之中，不但可提高復合電極的電子與離子傳輸能力，還可***增強電極的機械性能。江蘇制備氧化石墨烯氧化石墨烯單片上隨機分布著羥基和環(huán)氧基、羧基和羰基。

涂膜法是一種操作簡單、效率相對較高的制備方法，常見的涂膜法可分為噴涂法和旋涂法兩種。３〇＾０山６［４６］等人將００懸浮液噴涂在預熱后的５１／３丨０２基材上，待溶劑完全蒸發(fā)后得到石墨烯薄膜。在噴涂過程中，可通過調節(jié)噴霧持續(xù)時間和分散液濃度來精確地控制ＧＯ片的厚度及密度，進一步還原后所得到的石墨烯薄膜可作為Ｐ型半導體，并表現出良好的場效應響應。除了普遍使用的噴涂法之外，Ｌｉａｎ［４７］等人將電噴霧沉積法與卷對卷工藝相結合，經過機械壓實和２２００°Ｃ高溫處理后得到***石墨烯薄膜，熱導率比較高可達１４３４Ｗｎｒ１Ｋ－１，并且可實現大面積生產。Ｂａｏ［４］等人將ＧＯ分散液沉積在強氧化劑處理過的玻璃基材表面，并使基材分別以５００ｒｐｍ、８００ｒｐｍ和１６００ｒｐｍ的速度旋轉３０ｓ，

從化學結構可以看到，石墨烯具有垂直于晶面方向的大π鍵，此結構決定了其具有優(yōu)異的電化學性能，在室溫下的導熱系數可高達５３００Ｗ·（ｍ·Ｋ）－１，能夠比肩比較好的碳納米管導熱材料。常溫下其電子遷移率甚至高于碳納米管和硅晶體，屬于世界上電阻率**小的材料。此外，石墨烯還具有完全敞開雙表面的結構特性，也就是說它類似于不飽和有機分子，能夠進行一系列的有機反應，能夠與聚合物或無機物結合，從而提升材料的機械性和導電導熱性。深入這方面的研究，對石墨烯進行官能團修飾，能夠使其化學活性更加豐富［３－４］。由于石墨烯具有上述的結構特性，越來越多的研究者開始著眼于以石墨烯為基底的合成材料。氧化石墨烯可以應用于鋰離子電池。

當今世界面臨著嚴峻的環(huán)境與能源挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)能源如煤、石油的不斷消耗以及環(huán)境的日益惡化嚴重影響了人類的日常生活以及社會的正常發(fā)展。因而開發(fā)更為高效與環(huán)境友好的能源設備越來越得到人們的強烈關注。為**的初代鋰離子二次電池以其在能量密度與操作電壓上明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鉛酸與鎳鎘電池的優(yōu)勢，迅速應用于便攜電子設備電池市場。其后，隨著具有環(huán)境友好、成本低廉、循環(huán)性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)勢的以磷酸鐵鋰為**的正極材料的報道［6，7］，鋰離子二次電池的應用也擴展到混合動力汽車與純電動汽車領域。然而目前鋰離子電池電極材料還存在著諸多問題，如較低的電子電導率與鋰離子遷移效率、嵌脫鋰過程中巨大的體積變化、電極材料與電解液的副反應造成的容量損失以及活性物質不可逆的結構變化制約材料的循環(huán)穩(wěn)定性等。另外，由于目前常用的鋰離子電池正極材料固有的理論容量限制，實際應用的鋰離子電池的比能量密度很難突破250Wh/kg［8］，因而難以滿足其在高比能量電池領域的長遠發(fā)展。在這種背景下，鋰硫電池作為一種新的電化學儲能體系，以其超高的理論能量密度(2600Wh/kg)以及單質硫儲量豐富、環(huán)境友好的特點，成為高比能二次電池的研究熱點。氧化石墨烯懸浮液可以用于鋰電池負極改性。全國生產氧化石墨烯改性

石墨烯型號為SE1231、SE1232、SE1233、SE1234。河北生產氧化石墨烯產品介紹

雖然石墨烯獨特的二維片層結構可以為硫提供大量的附著位點，但多硫化物仍可從這種開放的二維結構的開口端擴散入電解液，石墨烯/硫復合結構所制備的電極仍不可避免的在循環(huán)過程中不斷損失容量。以氧化石墨烯為硫負載體時，其特點是不但對硫具有物理吸附能力，還因其所含的大量官能基團與硫的化學鍵合展現出對硫的化學吸附能力，從而可提升復合結構的循環(huán)穩(wěn)定性。氧化石墨烯類材料因其自身含有大量的表面官能基團可對硫形成額外的化學吸附能力，從而改善硫電極的循環(huán)性能，但由于氧化石墨烯本身導電能力較差，因此所制備的復合材料往往無法發(fā)揮出較高的倍率性能。因此，目前的一個研究方向是通過將石墨烯進行表面化學改性，在引入孔結構或者其他官能團來提升其對硫的物理或化學吸附的同時，不影響石墨烯本體的高導電能力，從而獲得在高倍率下仍可穩(wěn)定循環(huán)的鋰硫電池。河北生產氧化石墨烯產品介紹