石墨烯作為鋰電池負極材料的優勢

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

2.石墨烯具有優良的導電和導熱特性，即具備良好的電子傳輸通道和穩定性。

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。

石墨烯負極材料的發展前景

石墨烯由于其獨特的二維結構、優異的電子傳輸能力以及超大的比表面積等優勢極有潛力替代石墨成為新一代鋰電池負極材料。石墨烯的儲鋰機制與其他碳材料相似，充電時鋰離子從正極脫出經過電解質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，很多學術研究成果表明石墨烯鋰電池可逆容量可達500mAh/g以上，以及具有出色的倍率性能。

目前負極材料主要以天然石墨和人造石墨為主，這兩種石墨各有優劣。如果將石墨烯用作鋰電負極材料的話，需要獨立的上下游產業鏈、昂貴的價格還有復雜的工藝，這讓眾多負極材料廠商望而卻步。

在正極復合材料中，石墨烯二維高比表面積的特殊結構及優異的電子傳輸能力，能有效改善正極材料的導電性能，提高鋰離子的擴散傳輸能力。相比于傳統導電添加劑，石墨烯導電劑的優勢在于能用較少的添加量，達到更優異的電化學性能。此外，也有石墨烯包覆正極材料如磷酸鐵鋰，錳酸鋰的相關報道。