隨著能源與環(huán)境問題的日益突出，開發(fā)新能源、推廣電動汽車已經(jīng)是大勢所趨。而這些新興技術都離不開儲能器件的發(fā)展.作為最為重要的儲能器件，鋰離子電池得到了廣大研究者和產(chǎn)業(yè)界的密切關注.各種新型鋰離子電池關鍵材料被研發(fā)出來，推動了鋰離子電池的迅猛發(fā)展.目前廣泛應用的鋰離子電池正極材料包括鈷酸鋰(LiCoO2，LCO)、錳酸鋰(LiMn2O4，LMO)、磷酸鐵鋰(LiFePO4，LFP)和三元材料(LiNixCoyMn1xyO2，NCM)等.由于上述正極材料的電導率較低，需要在材料顆粒之間添加導電劑構建電子導電網(wǎng)絡，為電子傳輸提供快速通道.。

　　鋰離子電池中電化學反應的發(fā)生需要電子和鋰離子同時到達活性物質(zhì)表面，因此電子能夠及時參與電化學反應才能實現(xiàn)正極活性物質(zhì)性能的良好發(fā)揮.如果不使用導電劑，電池內(nèi)部歐姆極化增大，電池容量會顯著降低.因此，導電劑同樣也是鋰離子電池中的關鍵材料，能夠確保活性物質(zhì)容量的充分發(fā)揮，對于鋰離子電池性能提升具有重要作用。

　　另一方面，由于導電劑本身在充放電過程中并不提供容量，所以往往希望在確保活性物質(zhì)容量發(fā)揮的同時盡量減少導電劑的使用量，以提高正極中活性物質(zhì)的比例，從而改善電池的質(zhì)量能量密度.目前所使用的導電劑通常是碳材料，如導電碳黑、導電石墨及碳納米管等.由于這些碳材料相對于活性物質(zhì)來說密度較低，減少導電劑的使用量能夠顯著提高電池的體積能量密度。

　　石墨烯是一種新型的納米碳質(zhì)材料，具有獨特的幾何結構特征和物理性能.自2010年率先將其作為導電劑用于商品化鋰離子電池中以來，本課題組針對石墨烯導電劑展開了系統(tǒng)的研究工作.石墨烯用作導電劑具有“至柔至薄至密”的特點，主要有以下4點優(yōu)勢：

　　(1)電子電導率高，使用很少量的石墨烯就可以有效降低電池內(nèi)部的歐姆極化；

　　(2)二維片層結構，與零維的碳黑顆粒和一維碳納米管相比，石墨烯可以和活性物質(zhì)實現(xiàn)“面-點”接觸，具有更低的導電閾值，并且可以從更大的空間跨度上在極片中構建導電網(wǎng)絡，實現(xiàn)整個電極上的“長程導電”(不同制備方法制備得到的石墨烯材料尺寸有所區(qū)別；本課題組采用熱還原氧化石墨法，制備得到的石墨烯片層尺寸約2um)；

　　(3)超薄特性，石墨烯是典型的表面性固體，相較于具有多sp2碳層的碳黑、導電石墨和多壁碳納米管，石墨烯上所有碳原子都可以暴露出來進行電子傳遞，原子利用效率高，故可以在最少的使用量下構成完整的導電網(wǎng)絡，提高電池的能量密度；

　　(4)高柔韌性，能夠與活性物質(zhì)良好接觸，緩沖充放電過程中活性物質(zhì)材料出現(xiàn)的體積膨脹收縮，抑制極片的回彈效應，保證電池良好的循環(huán)性能。

　　由于上述優(yōu)勢，基于石墨烯導電劑的鋰離子電池可實現(xiàn)致密構建.具有“至柔至薄至密”特征的石墨烯導電劑展現(xiàn)了良好的應用前景.與將石墨烯和正極材料做成復合電極材料的思路相比，直接作為鋰離子電池導電劑將有可能是石墨烯材料最先產(chǎn)業(yè)化的應用.

　　雖然就電子導電性而言，石墨烯相比于其他導電劑具有非常明顯的優(yōu)勢，但是目前在實際應用過程中仍然有不少瓶頸.一方面，在電極內(nèi)部，其平面結構會對離子的傳輸產(chǎn)生位阻效應，尤其是在較大電流倍率下時該作用更加明顯。