石墨烯作為鋰離子電池負極材料的優(yōu)點。鋰離子電池重要負極材料有錫基材料、鋰基材料、鈦酸鋰、碳納米材料、石墨烯材料等。石墨烯電池的高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、高比表面積、等諸多優(yōu)良特性，一定程度上對處理該問題有著非常緊要的理論和工程價值。下面小編解析一下石墨烯作為鋰離子電池負極材料的優(yōu)點。

石墨烯作為鋰離子電池負極材料的優(yōu)點

1.石墨烯具有超大的比表面積（2630m2/g），可降低鋰離子電池極化，從而減少因極化造成的能量損失。

2.石墨烯具有優(yōu)良的導(dǎo)電和導(dǎo)熱特性，即具備良好的電子傳輸通道和穩(wěn)定性。

3.石墨烯片層的尺度在微納米量級，遠小于體相石墨的，這使得Li+在石墨烯片層之間的擴散路徑縮短；片層間距的增大也有利于Li+的擴散傳輸，有利于鋰離子電池功率性能的提高。

石墨烯因其高導(dǎo)電、導(dǎo)熱效應(yīng)等而備受儲能范疇的關(guān)注，其復(fù)合材料用作鋰離子電池負極材料是顯著提升了鋰離子電池的電化學(xué)性能。

石墨烯負極材料的發(fā)展前景

石墨烯由于其神奇的二維結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的電子傳輸能力以及超大的比表面積等優(yōu)點極有潛力替代石墨成為新一代鋰離子電池負極材料。石墨烯的儲鋰機制與其他碳材料相近，充電時鋰離子從正極脫出經(jīng)過電解質(zhì)嵌入碳材料層間形成形成Li2C6，放電時鋰離子脫出返回正極。

因此較之石墨，以石墨烯為負極更加有利于提高電池性能。從石墨烯電池的概念提出以來，很多學(xué)術(shù)研究成果聲明石墨烯鋰離子電池可逆容量可達500mAh/g以上，以及具有出色的倍率性能。

目前負極材料重要以天然石墨和人造石墨為主，這兩種石墨各有優(yōu)劣。假如將石墨烯用作鋰電負極材料的話，要獨立的上下游產(chǎn)業(yè)鏈、昂貴的價格還有復(fù)雜的工藝，這讓眾多負極材料廠商望而卻步。

在正極復(fù)合材料中，石墨烯二維高比表面積的特殊結(jié)構(gòu)及優(yōu)異的電子傳輸能力，能有效改善正極材料的導(dǎo)電性能，提高鋰離子的擴散傳輸能力。相比于傳統(tǒng)導(dǎo)電添加劑，石墨烯導(dǎo)電劑的優(yōu)點在于能用較少的添加量，達到更優(yōu)異的電化學(xué)性能。此外，也有石墨烯包覆正極材料如磷酸鐵鋰，錳酸鋰的相關(guān)報道。

負極材料方面，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筆直作為鋰離子電池負極材料使用。但石墨烯可以作為一種優(yōu)異的基體材料在鋰離子電池復(fù)合電極材料中發(fā)揮更大的用途。將石墨烯與天然石墨、碳納米管、富勒烯等碳材料復(fù)合，能利用石墨烯的特殊片層結(jié)構(gòu)，改善材料的力學(xué)性能和電子傳輸能力。同時，摻雜后的石墨烯片層間距增大，供應(yīng)更多的儲鋰空間。

鋰離子電池負極材料的能量密度是影響鋰離子電池能量密度的重要因素之一，石墨烯電池是一種由碳六元環(huán)形成的新型碳材料,具有很多優(yōu)異的性能，如大比表面（約2600m2g-1）、高導(dǎo)熱系數(shù)（約5300Wm-1K-1）、高電子導(dǎo)電性（電子遷移率為15000cm2V-1s-1)和良好的機械性能，被作為鋰離子電池材料而備受關(guān)注。石墨烯筆直作為鋰離子電池負極材料時，具有非?？捎^的電化學(xué)性能。

石墨烯電池是近年來研究較多的一種新型材料，具有良好的導(dǎo)電性能和倍率性能，在鋰離子電池正極材料和負極材料范疇極具使用潛力。負極材料作為鋰離子電池四大組成材料之一，在提高電池的容量以及循環(huán)性能方面起到了緊要用途。