石墨烯电池最新进展

篇一：2016年石墨烯电池市场调研及发展趋势预测

中国石墨烯电池行业发展现状分析与市场

前景预测报告（2016-2020年）

报告编号：15198A6

行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容：

一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。

一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。

中国产业调研网Cir.cn基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。

一、基本信息

报告名称： 中国石墨烯电池行业发展现状分析与市场前景预测报告（2016-2020年） 报告编号： 15198A6 ←咨询时，请说明此编号。 优惠价： ￥6480 元 可开具增值税专用发票

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二、内容介绍

石墨烯电池，利用锂电池在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。由于石墨烯电池在汽车和移动设备上的应用成功，电动汽车的环保无污染优点市场需求量大，电动汽车的发展前景乐观，另一个电子产品的巨大市场规模。这两大块需求市场将带动石墨烯电池未来巨大的市场需求。目前，需要解决的石墨烯电池的生产成本高，生产技术工艺改善以及推广等问题。

中国目前已经走在了石墨烯产业化的前列，涌现出了一大批石墨烯相关企业，产业方向集中在石墨烯的制备以及储能、触摸屏和涂层等几个应用领域。但是，石墨烯电池市场还在初级导入阶段，很多技术和生产工艺的问题还没有解决，大量的商业化规模生产还没有形成，只在部分研究实验室和生产企业进行试产。目前从事石墨烯产业的企业有上千家，主流的只有几十家。2014年，石墨烯产业链国内市场规模高达233.2亿元，石墨烯应用市场规模大约在90-100亿元，其中石墨烯电池市场规模大约31亿元。国内主要研究的是石墨烯运用到锂电池上，而非全新体系的“超级电池”，所以国内技术和超级电池有一定差距。国家相关部门对此很重视，2015年出台的“十三五”新材料规划可能将石墨烯纳入其中。

由于技术门槛高、资金投入大以及难以逾越的产业壁垒，对于石墨烯企业，特别是从事应用型产品产业化的企业各方面实力均提出了很高的要求，国内的石墨烯产业必然会形成“寡头称雄”的局面。中国石墨烯产业技术战略联盟在2013年就已经向国家各部委上报了多个石墨烯研发示范基地，无锡、重庆、南京、青岛、常州等纷纷建立石墨烯产业示范基地。

新型石墨烯电池实验阶段的成功，无疑将成为电池产业的一个新的发展点。电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛，而目前的电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段，石墨烯储能设备的研制成功后，若能批量生产，则将为电池产业乃至电动车产业带来新的变革。石墨烯产品和高效蓄电池项目完整产业链已经形成，德阳石墨烯蓄电池产业化在即，生产石墨烯的金路集团也将面临新机遇。国内外其它石墨烯应用产品也陆续研发成功，石墨烯工业化时代从中国开始到来！

《中国石墨烯电池行业发展现状分析与市场前景预测报告（2016-2020年）》主要研究分析了石墨烯电池行业市场运行态势并对石墨烯电池行业发展趋势作出预测。报告首先介绍了石墨烯电池行业的相关知识及国内外发展环境，并对石墨烯电池行业运行数据进行了剖析，同时对石墨烯电池产业链进行了梳理，进而详细分析了石墨烯电池市场竞争格局及石墨烯电池行业标杆企业，最后对石墨烯电池行业发展前景作出预测，给出针对石墨烯电池行业发展的独家建议和策略。中国产业调研网发布的《中国石墨烯电池行业发展现状分析与市场前景预测报告（2016-2020年）》给客户提供了可供参考的具有借鉴意义的发展建议，使其能以更强的能力去参与市场竞争。

《中国石墨烯电池行业发展现状分析与市场前景预测报告（2016-2020年）》的整个研究工作是在系统总结前人研究成果的基础上，是相关石墨烯电池企业、研究单位、政府等准确、全面、迅速了解石墨烯电池行业发展动向、制定发展战略不可或缺的专业性报告。 正文目录

第一部分 行业发展概述 第一章 石墨烯电池行业相关概念 第一节 石墨烯电池行业的定义与特点 一、石墨烯电池相关定义 二、石墨烯电池产品应用 三、石墨烯电池特点 第二节 石墨烯电池产业链分析 一、上游——原材料 二、下游——应用环节

第二章 2012-2015年国际石墨烯电池产业发展整体态势分析

第一节 2012-2015年国际石墨烯电池行业发展状况分析 一、全球石墨烯电池市场供给分析 二、全球石墨烯电池市场需求分析 三、全球主要石墨烯电池企业分析

第二节 2012-2015年全球主要国家石墨烯电池市场分析 一、美国石墨烯电池市场分析 二、日本石墨烯电池市场分析 三、德国石墨烯电池市场分析 四、韩国石墨烯电池市场分析

第三节 2016-2020年全球石墨烯电池市场发展趋势分析 一、原料来源趋势 二、技术趋势 三、产品应用趋势 四、市场规模趋势 第二部分 行业市场分析

第三章 2013-2015年中国石墨烯电池行业营运形势分析 第一节 2013-2015年中国石墨烯电池产业发展概述 一、中国石墨烯电池发展分析 二、中国石墨烯电池研究现状分析 第二节 石墨烯电池供需分析 一、石墨烯电池生产企业分布 二、石墨烯电池供给分析 三、石墨烯电池消费分析 四、石墨烯电池消费需求预测

篇二：神奇材料石墨烯难救电池命 锂电池发展趋势解读

神奇材料石墨烯难救电池命锂电池发展趋势解读 近日，有消息表示华为最新旗舰智能手机Mate8搭载了石墨烯电池，续航能力大幅提升。然而，在Mate8发布会现场，余承东对石墨烯电池只字不提，因此，这也被业界质疑华为用石墨烯做噱头为新手机造势。

专家表示，石墨烯电池是指在电池的电极中采用石墨烯材料，理论上石墨烯电池可能有超过传统电池(在电极中使用石墨)两倍的比容量，且将大幅缩短电池的充电时间。因此，石墨烯的出现，为锂电池突破性发展带来了可能。但其也有明显的弊端，如石墨烯当前成本高、量产能力弱、以及发挥上述优势需要大体积等。

因此，目前依靠石墨烯拯救电池命运难以成行。未来，锂电池的发展仍旧需要在容量、充电与体积上继续努力。

得益于环保优势，锂电池近年快速发展，并在手机、平板、电脑、储能与新能源汽车上应用。尤其在新能源汽车市场爆发的推动下，动力锂电池带动了锂电池迅猛发展。在纯电动汽车中，动力锂电池的成本高达50%，动力锂电池市场与新能源汽车市场密切相关。

数据显示，今年1至9月，我国新能源汽车累计生产14.4万辆，销售13.7万辆，同比分别增长2.0倍和2.3倍，预计2015全年新能源汽车销量将达22万台，同比增长162%。

受车市利好，前瞻产业研究院预计2015年我国动力锂电池需求约达12.5GWh，产值约合250 亿。未来十年，动力锂电池产业规模有望突破1600亿元。

动力锂电池产业黄金发展十年可期，但同样面临锂电池在容量、体积与充电上的难题。这需要车企与电池企业加大电池技术研发力度与资金投入，推动动力锂电池技术不断提高。

电解液、隔膜、正负极材料被誉为锂电池四大材料，其中正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能，其成本也直接决定电池成本高低，因此将成为破局关键。目前，国内提供动力锂电池材料的厂商有当升科技、杉杉股份与中信国安等，其发展值得关注。

(以上数据信息来自前瞻产业研究院提供的《2015-2020年中国锂电池行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》。)

本文来源前瞻产业研究院，转载请注明来源！

篇三：石墨烯电池

石墨烯电池 编辑

本词条缺少名片图，补充相关内容使词条更完整，还能快速升级，赶紧来编辑吧！ 石墨烯电池，利用锂电池在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。

中文名

石墨烯电池

所 属

新能源电池

应 用

移动设备、航空航天等

别 名

黑金子

性 质

超强透光性和柔性 目录

1原理

2应用

3发展前景

1原理编辑 石墨烯电池利用环境热量自行充电的试验

石墨烯电池在饱和氯化铜溶液中，时间(小时、天数)和产生电压的关系。

实验制成电路其中包含LED，用电线连接到带状石墨烯。他们只是把石墨烯放在氯化铜(copper chloride)溶液中，进行观察。LED灯亮了。实际上，他们需要6个石墨烯电路，形成串联，这样就可产生所需的2V，使LED灯发亮，就可以得到这个图片。

徐子涵和同事说，这里发生情况就是铜离子具有双重正电荷，穿过溶液的速度约每秒300米，因为溶液在室温下的热能量。当离子猛烈撞入石墨烯带时，碰撞会产生足够的能量，使不在原位的电子离开石墨烯。电子有两种选择：可以离开石墨烯带，和铜离子结合，也可以穿过石墨烯，进入电路。

原来，流动的电子在石墨烯中更快，超过它穿过溶液的速度，所以电子自然会选择路径，穿过电路。正是这一点点亮了LED灯“释放的电子更倾向于穿过石墨烯表面，而不是进入电解液。设备就是这样产生电压的，”徐子涵说。

因此，这个装置产生的能量来自周围环境的热量。他们可以提高电流，只需加热溶液，也可用超声波加快铜离子。只依靠周围热量，就可以使他们的石墨烯电池持续运行20天。但是，还有一个重要的问号。另一个假设是某种化学反应产生电流，就像普通的电池。

然而，徐子涵和同事说，他们排除了这一点，因为进行了几组控制实验。然而，这些是在一些补充材料中介绍的，他们似乎并没有放在arXiv网站上。他们需要赶在别人做出严肃声明之前公开。从表面价值来看，这看起来是一项非常重要的成果。其他人也在石墨烯中产生过电流，但只是让水流过它，所以这并不真的使人吃惊，移动的离子也可以产生这样的效果。这预示着清洁的绿色电池，只依靠环境热量驱动。徐子涵和同事说：“这代表着一个巨大的突破，研究的是自驱动技术”。[1]

2应用编辑

随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于目前已有的研究成果，最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。

消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目，成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来市场广阔，作为基础材料的石墨烯前景也被看好。有数据显示2013年全球对手机触摸屏的需求量大概在9.65亿片。到2015年，平板电脑对大尺寸触摸屏的需求也将达到2.3亿片，为石墨烯的应用提供了广阔的市场。韩国三星公司的研究人员也已制造出由多层石墨烯等材料组成的透明可弯曲显示屏，相信大规模商用指日可待。

另一方面，新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。之前美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米图层的柔性光伏电池板，可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本，这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外，石墨烯超级电池的成功研发，也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。

由于高导电性、高强度、超轻薄等特性，石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。前不久美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器，就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用。

3发展前景编辑 美国俄亥俄州的Nanotek仪器公司利用锂电池在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出一种新的电池。这种新的电池可把数小时的充电时间压缩至短短不到一分钟。分析人士认为，未来一分钟快充石墨烯电池实现产业化后，将带来电池产业的变革，从而也促使新能源汽车产业的革新。

作为导电性、机械性能都很优异的材料，素来有“黑金子”之称的石墨烯目前在中国市场上的价格近十倍于黄金，超过2000元/克。

新型石墨烯电池实验阶段的成功，无疑将成为电池产业的一个新的发展点。电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛，而目前的电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段，石墨烯储能设备的研制成功后，若能批量生产，则将为电池产业乃至电动车产业带来新的变革。[1]

由于其独有的特性，石墨烯被称为“神奇材料”，科学家甚至预言其将“彻底改变21世纪”。曼彻斯特大学副校长Colin Bailey教授称：“石墨烯有可能彻底改变数量庞大的各种应用，从智能手机和超高速宽带到药物输送和计算机芯片。”

最近美国加州大学洛杉矶分校的研究人员就开发出一种以石墨烯为基础的微型超级电容器，该电容器不仅外形小巧，而且充电速度为普通电池的1000倍，可以在数秒内为手机甚至汽车充电，同时可用于制造体积较小的器件。

微型石墨烯超级电容技术突破可以说是给电池带来了革命性发展。目前主要制造微型电容器的方法是平板印刷技术，需要投入大量的人力和成本，阻碍了产品的商业应用。而现在只需要常见的DVD刻录机，甚至是在家里，利用廉价材料30分钟就可以在一个光盘上制造100多个微型石墨烯超级电容。

正是看到了石墨烯的应用前景，许多国家纷纷建立石墨烯相关技术研发中心，尝试使用石墨烯商业化，进而在工业、技术和电子相关领域获得潜在的应用专利。欧盟委员会将石墨烯作为“未来新兴旗舰技术项目”，设立专项研发计划，未来10年内拨出10亿欧元经费。英国政府也投资建立国家石墨烯研究所(NGI)，力图使这种材料在未来几十年里可以从实验室进入生产线和市场。

中国在石墨烯研究上也具有独特的优势，从生产角度看，

作为石墨烯生产原料的石墨，在我国储能丰富，价格低廉。另外，批量化生产和大尺寸生产是阻碍石墨烯大规模商用的最主要因素。而我国最新的研究成果已成功突破这两大难题，制造成本已从5000元/克降至3元/克，解决了这种材料的量产难题。利用化学气相沉积法成功制造出了国内首片15英寸的单层石墨烯，并成功地将石墨烯透明电极应用于电阻触摸屏上，制备出了7英寸石墨烯触摸屏。

中科院重庆绿色智能技术研究院的研究人员在展示单层石墨烯产品的超强透光性和柔性。

随着研究的不断深入，技术难题的接连攻克，应用范围也在不断拓宽，相信石墨烯器件时代已为期不远，现在也可以期待一下这一“21世纪的神奇材料”会带来怎样的惊喜。[2] 参考资料

1． 低成本石墨烯电池 或将实现“一分钟充电” ．中国电池网 [引用日期2012-10-12] ．

2． “石墨烯器件时代”还有多远？ ．21ic中国电子网 ．2013-03-12 [引用日期2013-04-10] ． 词条标签：

电池， 电池技术 ， 新能源电池

篇四：石墨烯电池

石墨烯电池：电动车的超级心脏 2014年12月15日13:14 来源：东莞时间网-东莞日报

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原标题：石墨烯电池：电动车的超级心脏

石墨烯电池。（资料图片）

石墨烯

据报道，装配该款电池的电动汽车，一次充电时间只需8分钟，可行驶1000公里

近日，《中国网》刊载文章《西班牙研发石墨烯电池 8分钟将电动汽车充满电》，文章援引西班牙《世界报》网站12月4日消息，介绍西班牙石墨烯汽车动力电池研发成功，并计划2015年第一季度生产上市销售。

众所周知，电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛，而电动汽车电池产业正处于发展瓶颈期。石墨烯电池的技术突破或能为电池产业乃至电动车产业带来全新变革。

充电八分钟可行驶1000公里

文章介绍说，该款电池由西班牙Graphenano公司同西班牙科尔瓦多大学合作研发。其能量密度超过600wh/kg，是目前使用锂电池的约5倍；一次充电时间只需8分钟，可行驶1000公里；使用寿命是目前锂电池两倍；其成本将比目前锂电池降低77%等。目前，该款电池本月在德国两大汽车巨头上车试验，并计划在2015年第一季度生产上市使用。

该电池主要突破点有六：一是标志着石墨烯电池研发已经有实质意义上突破，终于进入了应用阶段。二是石墨烯电池主要性能指标，即能量密度、功率密度、充电时间和使用寿命等，均有替代汽油机的历史性突破，完全适合汽车动力需求，并远远超越现行汽油发动机。三是该电池的成本比目前锂电池大降77%，完全可以大规模走向市场。四是该公司明确该款电池开始在德国两家汽车厂上车试验，并在2015年一季度上市，让人们看到了电动汽车大规模普及时代，数万亿美元大产业开席，就在眼前不再遥远。五是石墨烯电池淘汰汽油机，揭开了人类环保新时代。六是由此我们依稀看到了，更多更高质量的石墨烯电池正向我们走来。

石墨烯动力电池成本是关键

作为电动汽车领域腾空而起的一匹黑马，特斯拉近年在全球掀起一股纯电动汽车狂潮，然而电池技术的限制致其狂飙突进之路遭到阻碍。众所周知，电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛，而电动汽车电池产业正处于发展瓶颈期。目前来看，石墨烯电池的技术突破或能为电池产业乃至电动车产业带来全新变革。

就其属性来说，作为最薄、最坚硬、导电性最好且拥有强大灵活性的纳米材料，石墨烯可广泛应用于锂离子电池、超级电容器及太阳能电池等储能产品中。石墨烯电池广阔的产业化前景源于其结合了锂离子电池和超级电容电池的优点——功率密度比锂电池高100倍，能量储存密度比传统超级电容高30倍。

但是，石墨烯材料高昂的成本是其难以产业化的重要成因。2011年，石墨烯在中国市场的价格近十倍于黄金，超过2000元/克，因此，对石墨烯电池而言，通过技术手段缩减成本至关重要。与很多国家相比，中国在石墨烯研究上有独特

优势。首先，作为石墨烯生产原料的石墨在我国储能丰富，价格低廉;其次，我国最新研究成果已基本攻克了石墨烯制造成本问题，理论上实现了从5000元/克到3元/克的跨越，下一步要做的将是结合市场，向量产推进。

可以想见，石墨烯电池实现突破之日，将是包括电动车、手机、电脑等一切靠电力驱动设备变革之时，也必将为人类生活带来翻天覆地的变化。

中国石墨烯及应用走在世界前列

石墨烯电池尚未实现大规模商用，但科研领域已经有了很多尝试与反馈：2011年，美国西北大学以石墨烯和硅为原料研发一款手机电池，号称每次充电仅需15分钟，便可让手机运行一周;近期，美国科研机构利用锂离子可以在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出一种新电池，据悉，这种新电池可将充电时间进一步压缩至一分钟以内；特斯拉也正致力于高性能石墨烯电池的研发，根据特斯拉CEO埃隆·马斯克的表态，若将来研发成功，未来特斯拉电动车的续航里程将达到800公里，与目前续航能力相比实现翻倍增长，届时特斯拉在电动车领域的优势将更加明显。

值得一提的是，中国石墨烯及其应用研发走在世界前列，石墨烯电池研发应用并不慢。综合去年底以来的消息面看，已经有多款石墨烯电池和石墨烯锂硫电池，都取得了突破性进展。尤其是中科院金属所和金路集团合作项目石墨烯锂硫电池，去年底样机已经研发成功，正在后续完善之中，其主要性能指标远远超过西班牙该款电池。但愿中国石墨烯动力电池时代早日到来，十万亿元的大产业早日登场。（李文洁）

超快长循环寿命锂硫电池：基于石墨烯的三明治结构。

高容量、长循环寿命、低成本及环境友好的新型石墨烯锂硫（Li-S）电池开发，取得重大突破。该电池理论比能量为2567 Wh/Kg，而中科院金属所采用石墨烯集电体的轻质特点，还使其构成的锂硫电池具有更高的能量密度。目前常用锂电池能量密度约140Wh/Kg。也就是说，该电池的储电能力达到目前锂电池18倍以上。换句话说，相当于将比亚迪E6电动汽车700KG电池，缩小约95%或35KG一下。电池的功率密度及充电时间，根据早前的各方面消息均已解决，一次充电多在6分钟以内，其循环次数及电池寿命高于目前锂电池百倍。这样，大众化车用动力电池即将投入实用阶段。据测算，使用该电池之电动汽车使用成本，约相当于燃油汽车的20%。值得注意的是，中科院金属研究所研发的该项目，其合作签约方是上市公司金路集团。另据国家石墨烯联盟秘书长李义春介绍，目前石墨烯研发进展极快，产业化应用大大超出预

期。

篇五：基于石墨烯的锂离子电池负极材料研究进展

基于石墨烯的锂离子电池负极材料

研究进展

院系：材料科学系

专业：材料学

姓名：雷冰冰

学号：14210300023

基于石墨烯的锂离子电池负极材料研究进展

摘要：锂离子电池因其质量轻、能量密度大、安全的优点，广泛应用于便携式电子设备领域，逐步成为了应用最佳和最有发展前途的能源。为了进一步提高锂离子电池的能量密度、循环寿命，需要进一步开发新的负极材料。由于石墨烯具有优越的导电性、超高的比表面积和很好的机械强度等特点, 其在锂离子电池负极材料方面显示出潜在的应用前景[1]。本文综述了目前世界上对于基于石墨烯材料的锂离子电池负极材料的研究现状。并对现有研究存在的不足做出了评价和预测了未来的研究方向。

关键词：锂离子电池；负极材料；石墨烯

前言：相比其他可充二次电池，锂离子电池中具有高的比容量、相对低的自放电、长的循环寿命和小的环境污染等优点，被广泛应用于便携式电子设备中。近几年能源环境问题及世界各国发展电动车的需求，因此迫切需要开发更高能量密度(高比容量)、更高功率密度(高的倍率性能)和更长循环寿命(优越的循环性能)的锂离子电池。锂离子电池电化学性能的提高关键因素在于其正负极材料的提升。

目前，商业化的锂离子电池负极材料石墨具有理论比容量低(372 mAhg-1)和锂离子传输系数低(10-7~10-10cm2s-1)等缺点严重限制了锂离子电池性能的进一步提升。因此，开发设计高比容量、高倍率性能和优越循环性能的新型锂离子电池负极材料至关重要。新型纳米碳材料

-石墨烯具有优异的导电性、超高的比表面积和很好的机械强度等优点，被认为是最有潜力的锂离子电池负极材料[2]。是当前科学领域研究的热点。但是，石墨烯纳米片层之间由于范德华力作用容易发生堆积或团聚等问题，并且常用的化学合成法得到的石墨烯一般具有较多的残余含氧官能团；这些因素都会影响石墨烯作为负极材料的循环性能和倍率性能。因此，对石墨烯材料的结构改进、表面官能团改性以及运用掺杂、复合等手段来改进石墨烯作为锂离子电池负极材料的研究是当今的热点。本文就以上几个方面对最新的石墨烯基锂离子电池负极材料研究进展进行了综述，并对目前存在的问题和未来发展方向提出了自己的看法。

石墨烯基材料储锂性能：

1、原理解释：材料的性能是由其结构决定的。弄清楚性能背后的结构性原理对实验的可重复性意义重大，并对未来的继续研究具有重要的指导和预测作用。因此，机理解释方面的研究工作是非常重要的部分。Nasir[3]等人总结了前人有关石墨烯及其衍生材料在能量存储和转换方面的制备和应用，得出石墨烯复合材料的性能不仅依靠单独组分的性能，也与它们之间的相互作用有很大的关系；所以控制复合物中组分配比，密度，化学键的种类以及空间结构是很关键的。同时，该课题组也提出了一些建设性的看法，可以通过掺杂不同元素或者采用3D结构以防止石墨烯重新堆叠，露出石墨烯表面；可以通过改善晶体与石墨烯之间的物理化学作用提高石墨烯复合材料在使用中的稳

定性等。Chananate[4]等人运用密度泛函理论对锂原子在二维石墨烯表面的吸附和扩散进行了研究。发现当二维石墨烯材料的维数向准一维转变时，出现了扶手椅或之字型边缘。进一步研究发现，这种边缘结构不仅影响了石墨烯碳材料对锂原子的吸收，还影响着锂原子在石墨烯中的扩散。他们通过模拟预测了边缘处锂原子扩散通道的形成，且在此前提下锂原子会向边缘扩散。而锂原子沿边缘通道扩散的能垒要比在石墨烯内部低0.15eV,这就使得锂原子的扩散速率将提高两个数量级。因此，他们预测制备含有这种边缘结构的石墨烯材料用作锂离子电池负极材料，将会大大提升其性能。

2、石墨烯材料的结构改进：石墨烯材料的结构改进主要是达到石墨烯的多孔化。石墨烯多孔化一方面可以增加锂离子的传输速度和增加电解液和电极材料的接触面积，另一方面石墨烯多孔化也可以防止石墨烯片层之间的重新堆积。因此很多研究者开始通过各种不同的方法设计得到多孔石墨烯材料。Cai[5]等人利用模板法设计合成了一种超薄壳状的空心石墨烯球。这种空心球具有248.3m2g-1的比表面积，孔径约5nm且孔与孔之间相互联通。该材料即使在5Ag-1的电流密度下充放电，比容量仍能达到249.3mAhg-1。在1Ag-1的电流密度下充放电100圈以后，其容量保持率达到97.1%。显然，这种石墨烯材料的独特结构是其优越性能的原因。Biwei Xiao[6]等人在前人对石墨烯纳米带材料研究的基础上，将目光放在控制碳纳米管的展开程度上，具体探究了不同碳纳米管的展开程度下，石墨烯负极材料的电化学性能。他们运用酸溶液解离的方法制备了从表面蚀刻的碳纳米管到完全展

开的石墨烯材料，用FESEM、TEM观察样品表面形貌，并用恒电流充放电实验对材料储锂性能进行探索。他们的结论是，在碳纳米管展开初期，缺陷的增加导致了存储能力增加，因此比容量呈上升趋势；而到了后期，碳纳米管表面的脱离导致了储锂能力的下降，比容量随之下降。

3、石墨烯材料的掺杂：对于掺杂石墨烯，目前研究的比较多的是氮掺杂石墨烯和硼掺杂石墨烯。在锂离子电池应用方面，氮掺杂被认为是有效增加石墨烯倍率性能的途径之一，因为氮掺杂可以增加石墨烯的活性位点和导电性。而硼掺杂则能有效提高石墨烯的储锂容量。Wu[7]等人先用氧化热解法制备了传统石墨烯材料，然后将石墨烯分别置于NH3和BCl3气氛下煅烧，分别成功的制备了氮掺杂和硼掺杂的石墨烯材料。掺杂后的石墨烯具有二维结构、无序的表面形态和杂原子缺陷。且具有好的电解液润湿性，高的热稳定性和导电性。使其在作为负极材料方面性能有很大的提升。在50mAg-1的电流密度下，其可逆比容量能分别达到1043mAhg-1(氮掺杂)和1549mAhg-1(硼掺杂)，且具有更高的库伦效率和更好的循环性能；更惊人的是该掺杂石墨烯材料在25Ag-1电流密度下还有199mAhg-1和235mAhg-1。作者认为好的性能归结于以上的结构特征有利于电子传输，并且能使锂离子的嵌入/脱嵌更加快速的完成。

4、石墨烯基复合材料：石墨烯与金属氧化物活性材料复合可以增加活性材料的电化学性能。石墨烯可以提高纳米活性材料的导电性和分散性，纳米活性材料也可以防止石墨烯的重新堆积，两者的协同效应

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