石墨烯將很快攀升至高點，包括“十三五新材料規劃”在內的一系列石墨烯產業支持政策預計將于2016年上半年出臺。這些政策的核心是在“十三五”期間推動石墨烯行業關鍵技術的突破，并迅速實現工業化。
“十三五”期間，石墨烯產業將逐步形成電動汽車鋰電池石墨烯基電極材料、海洋工程石墨烯基防腐涂料、柔性電子石墨烯薄膜和光電領域石墨烯基高性能熱界面材料等四大產業集群。整個行業的產業規模預計將超過1000億元。
事實上，石墨烯在過去幾年里非常引人注目，關于石墨烯在能源中的應用，有無數的文獻和專利。在權威的納米技術網站上，石墨烯材料于2009年首次報道，在納米技術網站的5篇文章中，石墨烯占了2篇：BETOF 2009，然后在2010年（2篇）、2012年（4篇）和2014年（1篇）。本網站上的Bestofyears和石墨烯都占據了空間，但2010年只有一份關于石墨烯超級電容器的報告與電池有關，其余都是石墨烯在導電性、透明度和電線方面的應用。
石墨烯用于鋰離子電池、超級電容器、鋰硫電池、燃料電池和太陽能電池是不爭的事實。那么，為什么到目前為止，我們在市場上看不到任何實用的產品呢？石墨烯是目前世界上最薄、最硬的納米材料，這是理所當然的。在室溫下，其電子遷移率超過15000cm2/Vs，高于碳納米管或硅晶體，而電阻率僅為10E-8Ωm，低于銅或銀。它是世界上電阻率最低的材料。應用它的優秀特性是否有用？
對不起，事情進展不太順利。在回答石墨烯如何突破現狀，使能源產品盡快上市之前，我將以另一種方式澄清對石墨烯在能源中應用的一些誤解。
首先，石墨烯電池能在10分鐘內運行1000公里嗎？
A： 我現在做不到。石墨烯聚合物電池的存儲容量無法達到目前市場上最好產品的三倍。基于特斯拉的18650電池，電池容量為3.4Ah，電池容量需要由各種材料組成。即使使用最好的陽極材料和石墨烯，電池容量也無法達到10Ah。Plateau不適合取代石墨材料來取代鋰離子電池的負極，因為它在石墨烯中的振實密度和壓實密度非常低。
由于單獨使用石墨烯作為負極是不可行的，因此至少可以開發石墨烯復合負極材料。目前，可靠的石墨烯陽極的容量可以達到540mAh/g（Honma，2008），其充放電曲線和循環壽命分析（如圖1所示）。此外，通過在石墨烯工藝中對C60和CNT進行改性以形成復合材料，材料的電容可以分別增加730和784mAh/g，這也證明了碳材料可以在更大的層間距下具有更好的儲能能力。
其次，石墨烯最有可能在鋰離子電池中發揮作用的領域只有兩個：直接用作負極材料和用作導電添加劑？
A： 現在下結論還為時過早。以下內容將告訴您當前的約束以及如何突破。請記住，石墨烯有600多種。石墨烯只與單層相遇，這是互聯網上過時的信息。否則，歐盟怎么能同意這個數字呢？每一種石墨烯都有其適用范圍。只要你有更多的石墨烯材料組合，就意味著你的成功率高于其他人。
第三，超級電容器中石墨烯最可能的特性是什么？
A： 與傳統電容電極相比，石墨烯超級電容器具有四個特點：
1.表面積大，有利于產生高能量密度；
2.超高電導率有利于保持高功率密度；
3.豐富的化學結構有利于引入贗電容，提高能量密度；
4.特殊的電子結構可以優化結構與性能之間的關系。這些財產使其成為下一代電極材料的領導者。
我仍然樂觀地認為超級電容器可以取代鋰離子電池，但誰知道呢？我們正在努力將超級電容器的能量密度提高到接近鋰離子電池的能量密度，但鋰離子電池行業并非一蹴而就，這兩種性能的提高都有其積極意義。
第四，石墨烯最有可能在太陽能電池中發揮作用的領域是什么？
A： 由西班牙Jaumel大學和英國牛津大學組成的光伏和光伏器件集團（DFO）的研究團隊最近開發了一種光伏器件，使用石墨烯材料制成的太陽能電池，可以使太陽能電池的有效轉化率達到15.6%。該團隊的研究論文已發表在《納米快報》雜志上。他們將二氧化鈦和石墨烯結合作為電荷收集器。
然后他們使用鈣鈦礦作為太陽能吸收劑。該團隊表示，除了提高太陽能的轉化率外，該設備是在低溫下制造的。通過嵌入幾層材料，研究團隊還可以使用基于解決方案的配置技術在150℃以下的溫度下進行處理。這不僅意味著潛在的生產成本更低，還意味著這項技術可以用于柔性塑料。
第五，石墨烯最有可能在燃料電池中發揮作用的領域是什么？
A： Rao（2008）研究了石墨烯（3~4層）對氫氣和二氧化碳的吸附性能。對于H2，在100bar和298K的條件下，最大含量可達3.1wt%；
是的，在1bar和195K的條件下，其吸附能力為21~35wt%。理論計算表明，如果使用單層石墨烯，其H2吸附能力可以達到7.7wt%，完全可以滿足汽車氫能MOE（6wt%）的要求。
第六，中國中車的石墨烯超級電容器真的是一個突破嗎？
答：根據公式1╱ 2*C*V2，公司3伏的勢能╱ 12000法拉的超級電容器相當于54KJ，換算成15千瓦時，這并不超出當前的技術水平。一般18650電池的容量約為3100mAh，因此能量密度約為700Wh/L。如果超級電容器沒有達到200kw/kg，就沒有機會更換鋰電池。
第七，是否存在所謂的“石墨烯電池”？
A： 所謂的石墨烯電池不是由石墨烯制成的，但電池的電極是由石墨烯組成的，所以不適合稱之為“石墨烯電池”。石墨是目前鋰離子電池中最常用的陽極材料。充電時，Li嵌入石墨層中，形成嵌入化合物。當Li完全嵌入時，每個石墨層嵌入一層Li，對應于化合物LiC6，理論比容量為372mAh╱ g.當每個單層石墨以無序的方式排列時，Li可以結合到單層石墨的兩側，并且理論比容量加倍，即744mAh╱ g.由于石墨烯的缺陷、薄片的邊緣以及石墨烯堆積形成的微孔結構，Li可以被儲存。因此，理論上，石墨烯電極的比容量可能是石墨的兩倍以上。
如果石墨烯與SnO2、Mn3O4和CuO等低導電性的陽極和陰極納米材料（如Li4Ti5O12、TiO2和LiFePO4）復合，可以提高鋰離子電池的循環性能。中國科學院金屬研究所在美國國家科學院院刊上發表了一篇論文。將正極材料LiFePO4和正極材料Li4Ti5O12分別與石墨烯復合，使用LiFePO4-石墨烯制備了高充放電速率的柔性鋰離子電池╱Li4Ti5O12-石墨烯作為電極。石墨烯是鋰離子和電子的通道，也是導電添加劑和集電器的作用。
第八，石墨烯如何在鋰電池中用作導電添加劑和隔膜？
A： 1）導電添加劑：如果將石墨烯和炭黑混合作為導電添加劑添加到鋰電池中，可以有效降低電池內阻，提高電池的倍率充放電性能和循環壽命，電池的彎曲對充放電性能沒有影響。
2） 隔膜：大多數商用鋰電池隔膜由PE、PP、其他聚烯烴及其混合物或共聚物通過干法或濕法工藝制成。在鋰電池中，隔膜吸收電解質后，可以隔離陽極和陰極以防止短路，但同時也允許鋰離子傳導。但是，當過充電或溫度升高時，隔膜應具有高溫自閉性能，以阻斷電流傳導并防止爆炸。此外，該鋰電池隔膜還具有強度高、防火、耐化學、耐酸堿腐蝕、生物相容性好、無等特點。我們正在通過靜電紡絲用氧化石墨烯制造隔膜。在實際應用中，用作隔膜的聚合物的電阻率在10E12~10E14Ωcm的量級，值得一試。
第九，當石墨烯在2017年降至每公斤80美元時，說電池市場可以迅速引入應用是否正確？
A： 這個錯誤太離譜了。提出這一觀點的人仍然停留在大規模生產能力等于成熟應用技術的神話中。我們的制備成本長期低于每公斤80美元，重點是滿足應用技術的定制石墨烯。這些公司如何僅通過生產一兩種石墨烯來實現能源工業？難怪他們自2009年以來一直在投資鋰電池開發。
第十，華為手機產品線副總裁李昌柱在2015移動智能終端峰會上透露，2016年下半年有可能使用石墨烯電池技術。
A： 這很難。如果要公布電池技術，至少現在有樣品可供測試。進一步觀察手機工廠是否……
是否有創新的電池技術取決于它是否投資了電池工廠或購買了現成的電池技術。我接觸過的大廠一般都是抱著閉門造車的心態，就是買石墨烯自己試，但石墨烯的知識太淵博了，一個渠道公司都能掌握。
在這篇文章中，讓我們談談“鋰離子電池”以及如何將石墨烯應用于其他類型的能源。只要反響好，我就會繼續寫下去。
在進入石墨烯在各種能源產品中的應用主題之前，讓我們回顧一下2015年至2015年中國石墨烯鋰電池的“舊聞”，并采用石墨烯觸摸屏等新材料，由中國科學院重慶綠色智慧技術研究所和中國科學院寧波材料技術與工程研究所開發的電池和導熱膜。手機的觸摸屏真實、純凈、透明，手機的充電率提高了40%。由此可見，石墨烯制成的電極雖然大大提高了電池壽命和充電速度，但由于石墨烯本身的高比表面積，與目前鋰離子電池行業的技術體系并不兼容，能量密度理論上并沒有翻一番，僅增加了10%。
事實上，目前聲稱石墨烯電池/電容器的容量可以增加30%以上的信息是極其不可靠的，因為沒有反應機制，沒有具體的數據，也沒有產品的測量分析結果。然而，我們只看到能量密度不能加倍的現象，因此斷言比表面積等財產與現有技術體系“不兼容”太武斷了。讓我們回到我上一篇文章。氧化還原法的石墨烯材料只有兩三種，但我們有200多種組合，包括多孔粉末和片狀粉末。將使用哪些方法來改進鋰電池？請記住，鋰離子電池是一種“系統”解決方案，你不能孤立于單個組件進行思考。
最近六個月，一些專家提到了石墨烯難以應用于鋰離子電池的幾個原因，包括：
A、 成本問題。傳統的導電炭黑和石墨按噸銷售（每噸數萬元）。按噸計算的石墨烯什么時候能降到這個價格？此時使用的材料是石墨微芯片（可能有幾十層），它根本不是單層或多層石墨烯。
A： 目前，石墨烯的成本確實可以達到每噸10萬元以上，層數不到六層。我們嘗試了石墨烯：碳納米管：炭黑在相同電導率下的滲濾閾值約為1:2:4，這表明石墨烯的性價比已經超過了導電炭黑。事實上，它能否取代導電炭黑并不是成本問題，而是石墨烯有機會比現有的規格更高。我在上一篇文章中提到，多層石墨烯比單層石墨烯更有用，因為需要形成導電網絡。我們發現六到十層效果最好。
B、 工藝特性不兼容。也就是說，石墨烯的比表面積太大，這會給現有的鋰離子電池帶來很多工藝問題，如分散和均勻化。
A： 石墨烯在不同的工藝下具有不同的比表面積。例如，我們只得到20平方米╱g，但900平方米╱g通過低溫處理。不要被2630平方米的理論比表面積所混淆╱ g.橡樹嶺國家實驗室和Vorbeck的研究結果發現，石墨烯對漿料的工藝性能有非常負面的影響，這并不意味著石墨烯在其他工藝下會重現這種現象。事實上，問題仍然在于界面，專家無法否認，但你可能不明白，這種界面不是由石墨烯引起的，而是可以通過石墨烯-聚合物復合材料的制備過程來解決的。
C.如果使用石墨烯作為負極，理論上容量最多是石墨的兩倍（720mAh/g），為什么不使用硅呢？
A： 到目前為止，這一點是正確的。然而，我們認為鋰離子電池改進的重點不是負極材料，而是正極材料。我們希望改進正極、負極、隔膜和導電銀……
t，然后從系統的角度選擇最終的規范。也許我們最終會選擇硅，但我們肯定會從硅/石墨烯復合材料的角度來做。不可能，我只能做石墨烯。
D.石墨烯可以作為導電劑促進快速充電和放電，理論上可以提高倍率性能，如果石墨烯膨脹并與電極活性材料復合，將阻斷鋰離子的擴散通道。石墨烯將很快攀升至高點，包括“十三五新材料規劃”在內的一系列石墨烯產業支持政策預計將于2016年上半年出臺。這些政策的核心是在“十三五”期間推動石墨烯行業關鍵技術的突破，并迅速實現工業化。
“十三五”期間，石墨烯產業將逐步形成電動汽車鋰電池石墨烯基電極材料、海洋工程石墨烯基防腐涂料、柔性電子石墨烯薄膜和光電領域石墨烯基高性能熱界面材料等四大產業集群。整個行業的產業規模預計將超過1000億元。
事實上，石墨烯在過去幾年里非常引人注目，關于石墨烯在能源中的應用，有無數的文獻和專利。在權威的納米技術網站上，石墨烯材料于2009年首次報道，在納米技術網站的5篇文章中，石墨烯占了2篇：BETOF 2009，然后在2010年（2篇）、2012年（4篇）和2014年（1篇）。本網站上的Bestofyears和石墨烯都占據了空間，但2010年只有一份關于石墨烯超級電容器的報告與電池有關，其余都是石墨烯在導電性、透明度和電線方面的應用。
石墨烯用于鋰離子電池、超級電容器、鋰硫電池、燃料電池和太陽能電池是不爭的事實。那么，為什么到目前為止，我們在市場上看不到任何實用的產品呢？石墨烯是目前世界上最薄、最硬的納米材料，這是理所當然的。在室溫下，其電子遷移率超過15000cm2/Vs，高于碳納米管或硅晶體，而電阻率僅為10E-8Ωm，低于銅或銀。它是世界上電阻率最低的材料。應用它的優秀特性是否有用？
對不起，事情進展不太順利。在回答石墨烯如何突破現狀，使能源產品盡快上市之前，我將以另一種方式澄清對石墨烯在能源中應用的一些誤解。
首先，石墨烯電池能在10分鐘內運行1000公里嗎？
A： 我現在做不到。石墨烯聚合物電池的存儲容量無法達到目前市場上最好產品的三倍。基于特斯拉的18650電池，電池容量為3.4Ah，電池容量需要由各種材料組成。即使使用最好的陽極材料和石墨烯，電池容量也無法達到10Ah。Plateau不適合取代石墨材料來取代鋰離子電池的負極，因為它在石墨烯中的振實密度和壓實密度非常低。
由于單獨使用石墨烯作為負極是不可行的，因此至少可以開發石墨烯復合負極材料。目前，可靠的石墨烯陽極的容量可以達到540mAh/g（Honma，2008），其充放電曲線和循環壽命分析（如圖1所示）。此外，通過在石墨烯工藝中對C60和CNT進行改性以形成復合材料，材料的電容可以分別增加730和784mAh/g，這也證明了碳材料可以在更大的層間距下具有更好的儲能能力。
其次，石墨烯最有可能在鋰離子電池中發揮作用的領域只有兩個：直接用作負極材料和用作導電添加劑？
A： 現在下結論還為時過早。以下內容將告訴您當前的約束以及如何突破。請記住，石墨烯有600多種。石墨烯只與單層相遇，這是互聯網上過時的信息。否則，歐盟怎么能同意這個數字呢？每一種石墨烯都有其適用范圍。只要你有更多的石墨烯材料組合，就意味著你的成功率高于其他人。
第三，最可能的特征是什么……
石墨烯在超級電容器中的應用？
A： 與傳統電容電極相比，石墨烯超級電容器具有四個特點：
1.表面積大，有利于產生高能量密度；
2.超高電導率有利于保持高功率密度；
3.豐富的化學結構有利于引入贗電容，提高能量密度；
4.特殊的電子結構可以優化結構與性能之間的關系。這些財產使其成為下一代電極材料的領導者。
我仍然樂觀地認為超級電容器可以取代鋰離子電池，但誰知道呢？我們正在努力將超級電容器的能量密度提高到接近鋰離子電池的能量密度，但鋰離子電池行業并非一蹴而就，這兩種性能的提高都有其積極意義。
第四，石墨烯最有可能在太陽能電池中發揮作用的領域是什么？
A： 由西班牙Jaumel大學和英國牛津大學組成的光伏和光伏器件集團（DFO）的研究團隊最近開發了一種光伏器件，使用石墨烯材料制成的太陽能電池，可以使太陽能電池的有效轉化率達到15.6%。該團隊的研究論文已發表在《納米快報》雜志上。他們將二氧化鈦和石墨烯結合作為電荷收集器。
然后他們使用鈣鈦礦作為太陽能吸收劑。該團隊表示，除了提高太陽能的轉化率外，該設備是在低溫下制造的。通過嵌入幾層材料，研究團隊還可以使用基于解決方案的配置技術在150℃以下的溫度下進行處理。這不僅意味著潛在的生產成本更低，還意味著這項技術可以用于柔性塑料。
第五，石墨烯最有可能在燃料電池中發揮作用的領域是什么？
A： Rao（2008）研究了石墨烯（3~4層）對氫氣和二氧化碳的吸附性能。對于H2，在100bar和298K的條件下，最大含量可達3.1wt%；
是的，在1bar和195K的條件下，其吸附能力為21~35wt%。理論計算表明，如果使用單層石墨烯，其H2吸附能力可以達到7.7wt%，完全可以滿足汽車氫能MOE（6wt%）的要求。
第六，中國中車的石墨烯超級電容器真的是一個突破嗎？
答：根據公式1╱ 2*C*V2，公司3伏的勢能╱ 12000法拉的超級電容器相當于54KJ，換算成15千瓦時，這并不超出當前的技術水平。一般18650電池的容量約為3100mAh，因此能量密度約為700Wh/L。如果超級電容器沒有達到200kw/kg，就沒有機會更換鋰電池。
第七，是否存在所謂的“石墨烯電池”？
A： 所謂的石墨烯電池不是由石墨烯制成的，但電池的電極是由石墨烯組成的，所以不適合稱之為“石墨烯電池”。石墨是目前鋰離子電池中最常用的陽極材料。充電時，Li嵌入石墨層中，形成嵌入化合物。當Li完全嵌入時，每個石墨層嵌入一層Li，對應于化合物LiC6，理論比容量為372mAh╱ g.當每個單層石墨以無序的方式排列時，Li可以結合到單層石墨的兩側，并且理論比容量加倍，即744mAh╱ g.由于石墨烯的缺陷、薄片的邊緣以及石墨烯堆積形成的微孔結構，Li可以被儲存。因此，理論上，石墨烯電極的比容量可能是石墨的兩倍以上。
如果石墨烯與SnO2、Mn3O4和CuO等低導電性的陽極和陰極納米材料（如Li4Ti5O12、TiO2和LiFePO4）復合，可以提高鋰離子電池的循環性能。中國科學院金屬研究所在美國國家科學院院刊上發表了一篇論文。將正極材料LiFePO4和正極材料Li4Ti5O12分別與石墨烯復合，使用LiFePO4-石墨烯制備了高充放電速率的柔性鋰離子電池╱Li4Ti5O12-石墨烯作為電極。石墨烯是鋰離子和電子的通道，也是導電添加劑和集電器的作用。
第八，石墨烯如何在鋰電池中用作導電添加劑和隔膜？
A： 1）導電添加劑：如果將石墨烯和炭黑混合作為導電添加劑添加到鋰電池中，可以有效降低電池內阻，提高電池的倍率充放電性能和循環壽命，電池的彎曲對充放電性能沒有影響。
2） 隔膜：大多數商用鋰電池隔膜由PE、PP、其他聚烯烴及其混合物或共聚物通過干法或濕法工藝制成。在鋰電池中，隔膜吸收電解質后，可以隔離陽極和陰極以防止短路，但同時也允許鋰離子傳導。但是，當過充電或溫度升高時，隔膜應具有高溫自閉性能，以阻斷電流傳導并防止爆炸。此外，該鋰電池隔膜還具有強度高、防火、耐化學、耐酸堿腐蝕、生物相容性好、無等特點。我們正在通過靜電紡絲用氧化石墨烯制造隔膜。在實際應用中，用作隔膜的聚合物的電阻率在10E12~10E14Ωcm的量級，值得一試。
第九，當石墨烯在2017年降至每公斤80美元時，說電池市場可以迅速引入應用是否正確？
A： 這個錯誤太離譜了。提出這一觀點的人仍然停留在大規模生產能力等于成熟應用技術的神話中。我們的制備成本長期低于每公斤80美元，重點是滿足應用技術的定制石墨烯。這些公司如何僅通過生產一兩種石墨烯來實現能源工業？難怪他們自2009年以來一直在投資鋰電池開發。
第十，華為手機產品線副總裁李昌柱在2015移動智能終端峰會上透露，2016年下半年有可能使用石墨烯電池技術。
A： 這很難。如果要公布電池技術，至少現在有樣品可供測試。進一步觀察手機工廠是否……
是否有創新的電池技術取決于它是否投資了電池工廠或購買了現成的電池技術。我接觸過的大廠一般都是抱著閉門造車的心態，就是買石墨烯自己試，但石墨烯的知識太淵博了，一個渠道公司都能掌握。
在這篇文章中，讓我們談談“鋰離子電池”以及如何將石墨烯應用于其他類型的能源。只要反響好，我就會繼續寫下去。
在進入石墨烯在各種能源產品中的應用主題之前，讓我們回顧一下2015年至2015年中國石墨烯鋰電池的“舊聞”，并采用石墨烯觸摸屏等新材料，由中國科學院重慶綠色智慧技術研究所和中國科學院寧波材料技術與工程研究所開發的電池和導熱膜。手機的觸摸屏真實、純凈、透明，手機的充電率提高了40%。由此可見，石墨烯制成的電極雖然大大提高了電池壽命和充電速度，但由于石墨烯本身的高比表面積，與目前鋰離子電池行業的技術體系并不兼容，能量密度理論上并沒有翻一番，僅增加了10%。
事實上，目前聲稱石墨烯電池/電容器的容量可以增加30%以上的信息是極其不可靠的，因為沒有反應機制，沒有具體的數據，也沒有產品的測量分析結果。然而，我們只看到能量密度不能加倍的現象，因此斷言比表面積等財產與現有技術體系“不兼容”太武斷了。讓我們回到我上一篇文章。氧化還原法的石墨烯材料只有兩三種，但我們有200多種組合，包括多孔粉末和片狀粉末。將使用哪些方法來改進鋰電池？請記住，鋰離子電池是一種“系統”解決方案，你不能孤立于單個組件進行思考。
最近六個月，一些專家提到了石墨烯難以應用于鋰離子電池的幾個原因，包括：
A、 成本問題。傳統的導電炭黑和石墨按噸銷售（每噸數萬元）。按噸計算的石墨烯什么時候能降到這個價格？此時使用的材料是石墨微芯片（可能有幾十層），它根本不是單層或多層石墨烯。
A： 目前，石墨烯的成本確實可以達到每噸10萬元以上，層數不到六層。我們嘗試了石墨烯：碳納米管：炭黑在相同電導率下的滲濾閾值約為1:2:4，這表明石墨烯的性價比已經超過了導電炭黑。事實上，它能否取代導電炭黑并不是成本問題，而是石墨烯有機會比現有的規格更高。我在上一篇文章中提到，多層石墨烯比單層石墨烯更有用，因為需要形成導電網絡。我們發現六到十層效果最好。
B、 工藝特性不兼容。也就是說，石墨烯的比表面積太大，這會給現有的鋰離子電池帶來很多工藝問題，如分散和均勻化。
A： 石墨烯在不同的工藝下具有不同的比表面積。例如，我們只得到20平方米╱g，但900平方米╱g通過低溫處理。不要被2630平方米的理論比表面積所混淆╱ g.橡樹嶺國家實驗室和Vorbeck的研究結果發現，石墨烯對漿料的工藝性能有非常負面的影響，這并不意味著石墨烯在其他工藝下會重現這種現象。事實上，問題仍然在于界面，專家無法否認，但你可能不明白，這種界面不是由石墨烯引起的，而是可以通過石墨烯-聚合物復合材料的制備過程來解決的。
C.如果使用石墨烯作為負極，理論上容量最多是石墨的兩倍（720mAh/g），為什么不使用硅呢？
A： 到目前為止，這一點是正確的。然而，我們認為鋰離子電池改進的重點不是負極材料，而是正極材料。我們希望改進正極、負極、隔膜和導電銀……
t，然后從系統的角度選擇最終的規范。也許我們最終會選擇硅，但我們肯定會從硅/石墨烯復合材料的角度來做。不可能，我只能做石墨烯。
D.石墨烯可以作為導電劑促進快速充電和放電，理論上可以提高倍率性能，如果石墨烯膨脹并與電極活性材料復合，將阻斷鋰離子的擴散通道。A： 我說過石墨烯不會單獨存在，而是必須以復合材料的形式出現，甚至是正極、負極和隔膜。最近，思考鋰離子吸附和解吸的機制，甚至想使用3D結構的石墨烯，包括氣凝膠或泡沫，也是如此。擴散通道的解決并不困難。
然后，我們將討論如何應用各種石墨烯來提高鋰離子電池的能量密度。首先需要注意的是，我們仍在尋找后端電池模塊工廠，如果沒有模塊工廠或系統工廠的合作開發，這項商業化工作也是徒勞的。其次，我們在實驗室中對不同的石墨烯進行了一些改進，有些人仍在考慮替代品。以下想法不僅是為了我們自己的指導，也是為了我們希望從事石墨烯在電力領域應用的同事提供參考。
我們都知道，有以下方法可以提高鋰離子電池的能量密度：
1.增加正極活性物質的比例：鋰離子可以穿過隔膜到達負極作為能量載體參與反應，但正極中鋰離子的比例不到1%，其余為氧化鋰，因此必須增加正極活性材料的比例。
2.增加負極活性材料的比例：為了應對正極中鋰離子濃度的增加，避免不可逆的化學反應和能量密度衰減。
3.提高陰極材料的反應性：增加陰極鋰離子參與負化學反應的比例，但陰極活性材料的比例有上限，因此研究新的陰極材料是提高材料反應性的一種方法。
4.提高陽極材料的反應性：這不是主要的解決方案，但它會降低陽極材料的質量，這些材料大多是石墨，可以改為新的陽極材料或碳納米管來提高反應效率。
5.減少其他部件的重量以提高效率。
關于提高充放電速率的方法，它是：
1.提高正負離子的擴散能力：正負活性材料都盡可能薄，活性材料中有足夠均勻的孔隙，有利于離子的通過。
2.提高電解質的離子導電性：加快鋰離子在陽極和陰極之間的交換。
3.降低電池的內阻。
在這種情況下，我們從系統的角度決定改進順序：正極→ 負極→ 膈膜→ 導電劑。
作為陰極材料，需要大容量和優異的循環特性。為了使電池快速充電和放電，可以采取方法提高活性材料的電子導電性和離子導電性，縮短導電距離。Zhou（2011）將石墨烯添加到LiFePO4/C復合材料中，即將磷酸鐵鋰正極材料放入氧化石墨烯溶液中，然后與噴霧造粒相結合，合成微米級的二次顆粒。從微觀角度來看，石墨烯均勻地涂覆在磷酸鐵鋰材料表面，電學比較結果表明，石墨烯的加入可以顯著提高磷酸鐵鋰正極材料的穩定性和大電流充放電性能（如圖2所示）。
關于負極材料，Chou（2010）將高容量納米硅負極（40nm）和具有柔軟特性的石墨烯以摩爾比1:1的比例結合在一起，并將其電極板的表面形態（如圖3所示）、納米硅和石墨烯均勻混合在一起。在循環壽命性能方面，與純納米硅相比，硅/石墨烯復合材料的循環壽命可以顯著提高。在30次循環之后，電容性能仍然是1300mAh/g。……
交流阻抗分析結果還表明，與納米硅相比，硅/石墨烯復合材料的阻抗可以降低到40Ω，有望改善該材料的快速充電特性。
在鋰電池充電過程中，活性鋰會不均勻地沉積在負極金屬鋰箔表面，重復循環后會形成鋰枝晶。枝晶的生長方向不斷地從界面（電解質/電極）延伸到正極。鋰沉積在隔膜和負極的接觸位置，生長方向是沿著從負極到隔膜再到正極的方向，因此反應發生在負極和電解質之間的“界面”。使用氧化石墨烯來改善隔膜的界面粗糙度也是解決枝晶問題的對策之一。
大多數正極活性材料是過渡金屬氧化物或過渡金屬磷酸鹽，它們是半導體或絕緣體，導電性差。必須添加導電劑以提高導電性。負極石墨材料的導電性略好，但石墨材料的膨脹和收縮使石墨顆粒之間的接觸減少，間隙增加，甚至一些石墨顆粒離開集電體，成為死活性材料，不再參與電極反應。因此，有必要添加導電劑以在循環期間保持負極材料的導電性穩定。當導電劑作用在LiFePO4顆粒之間時╱C材料，其導電效果在很大程度上取決于顆粒的大小和與活性物質的接觸方式。這一點在選擇石墨烯時只需要考慮顆粒尺寸。
在這里，你可以看到我在四種類型的組件上使用了四種工藝，每個工藝都參考了相關文獻，并且至少定制了一種石墨烯材料。這是我反復倡導的從應用技術上扭轉石墨烯材料組合的概念，也是使用氧化還原法等單一工藝無法取得進展的主要原因。
我經常說，“與其開始，不如坐下來談談。”以下是我對石墨烯在能源中應用的看法：
首先，石墨烯作為一種重要的新材料，在智能手機、新型顯示器、鋰離子電池、太陽能光伏等電子信息產業的許多重要領域都有著廣闊的應用前景。目前，石墨烯材料仍處于工業化應用的早期階段，在這些領域的大規模應用還需要做大量工作。
第二，石墨烯材料在新一代信息技術產業中的大規模應用應與下游需求緊密結合，注重材料研發、產品設計、制備技術等環節的統籌，構建新的產業生態模式，打造需求驅動型，同步研發，緊密耦合產業發展模式，推動石墨烯材料在新一代能源技術中的早期應用。A： 我說過石墨烯不會單獨存在，而是必須以復合材料的形式出現，甚至是正極、負極和隔膜。最近，思考鋰離子吸附和解吸的機制，甚至想使用3D結構的石墨烯，包括氣凝膠或泡沫，也是如此。擴散通道的解決并不困難。
然后，我們將討論如何應用各種石墨烯來提高鋰離子電池的能量密度。首先需要注意的是，我們仍在尋找后端電池模塊工廠，如果沒有模塊工廠或系統工廠的合作開發，這項商業化工作也是徒勞的。其次，我們在實驗室中對不同的石墨烯進行了一些改進，有些人仍在考慮替代品。以下想法不僅是為了我們自己的指導，也是為了我們希望從事石墨烯在電力領域應用的同事提供參考。
我們都知道，有以下方法可以提高鋰離子電池的能量密度：
1.增加正極活性材料的比例：鋰離子可以穿過隔膜到達負極，作為能量載體參與反應，但正極中鋰離子的比例不到1%，其余為鋰……
氧化物，因此必須增加正極活性材料的比例。
2.增加負極活性材料的比例：為了應對正極中鋰離子濃度的增加，避免不可逆的化學反應和能量密度衰減。
3.提高陰極材料的反應性：增加陰極鋰離子參與負化學反應的比例，但陰極活性材料的比例有上限，因此研究新的陰極材料是提高材料反應性的一種方法。
4.提高陽極材料的反應性：這不是主要的解決方案，但它會降低陽極材料的質量，這些材料大多是石墨，可以改為新的陽極材料或碳納米管來提高反應效率。
5.減少其他部件的重量以提高效率。
關于提高充放電速率的方法，它是：
1.提高正負離子的擴散能力：正負活性材料都盡可能薄，活性材料中有足夠均勻的孔隙，有利于離子的通過。
2.提高電解質的離子導電性：加快鋰離子在陽極和陰極之間的交換。
3.降低電池的內阻。
在這種情況下，我們從系統的角度決定改進順序：正極→ 負極→ 膈膜→ 導電劑。
作為陰極材料，需要大容量和優異的循環特性。為了使電池快速充電和放電，可以采取方法提高活性材料的電子導電性和離子導電性，縮短導電距離。Zhou（2011）將石墨烯添加到LiFePO4/C復合材料中，即將磷酸鐵鋰正極材料放入氧化石墨烯溶液中，然后與噴霧造粒相結合，合成微米級的二次顆粒。從微觀角度來看，石墨烯均勻地涂覆在磷酸鐵鋰材料表面，電學比較結果表明，石墨烯的加入可以顯著提高磷酸鐵鋰正極材料的穩定性和大電流充放電性能（如圖2所示）。
關于負極材料，Chou（2010）將高容量納米硅負極（40nm）和具有柔軟特性的石墨烯以摩爾比1:1的比例結合在一起，并將其電極板的表面形態（如圖3所示）、納米硅和石墨烯均勻混合在一起。在循環壽命性能方面，與純納米硅相比，硅/石墨烯復合材料的循環壽命可以顯著提高。在30次循環之后，電容性能仍然是1300mAh/g。交流阻抗分析結果還表明，與納米硅相比，硅/石墨烯復合材料的阻抗可以降低到40Ω，有望改善這種材料的快速充電特性。
在鋰電池充電過程中，活性鋰會不均勻地沉積在負極金屬鋰箔表面，重復循環后會形成鋰枝晶。枝晶的生長方向不斷地從界面（電解質/電極）延伸到正極。鋰沉積在隔膜和負極的接觸位置，生長方向是沿著從負極到隔膜再到正極的方向，因此反應發生在負極和電解質之間的“界面”。使用氧化石墨烯來改善隔膜的界面粗糙度也是解決枝晶問題的對策之一。
大多數正極活性材料是過渡金屬氧化物或過渡金屬磷酸鹽，它們是半導體或絕緣體，導電性差。必須添加導電劑以提高導電性。負極石墨材料的導電性略好，但石墨材料的膨脹和收縮使石墨顆粒之間的接觸減少，間隙增加，甚至一些石墨顆粒離開集電體，成為死活性材料，不再參與電極反應。因此，有必要添加導電劑以在循環期間保持負極材料的導電性穩定。當導電劑作用在LiFePO4顆粒之間時╱C材料，其導電效果在很大程度上取決于顆粒的大小和與活性物質的接觸方式。這一點只有n……
ds在選擇石墨烯時要考慮顆粒尺寸。
在這里，你可以看到我在四種類型的組件上使用了四種工藝，每個工藝都參考了相關文獻，并且至少定制了一種石墨烯材料。這是我反復倡導的從應用技術上扭轉石墨烯材料組合的概念，也是使用氧化還原法等單一工藝無法取得進展的主要原因。
我經常說，“與其開始，不如坐下來談談。”以下是我對石墨烯在能源中應用的看法：
首先，石墨烯作為一種重要的新材料，在智能手機、新型顯示器、鋰離子電池、太陽能光伏等電子信息產業的許多重要領域都有著廣闊的應用前景。目前，石墨烯材料仍處于工業化應用的早期階段，在這些領域的大規模應用還需要做大量工作。
第二，石墨烯材料在新一代信息技術產業中的大規模應用應與下游需求緊密結合，注重材料研發、產品設計、制備技術等環節的統籌，構建新的產業生態模式，打造需求驅動型，同步研發，緊密耦合產業發展模式，推動石墨烯材料在新一代能源技術中的早期應用。
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