2015年11月，一家通信設備公司發布了一款新品。該產品采用石墨烯作為電池材料，大大縮短充電時間，提高充電能力。這一舉動引起公眾注意，使得社會重新審視石墨烯這一材料。自那之后有人提出無人機電池上是(shi)否能引用石(shi)墨烯作為電極材(cai)料的(de)想(xiang)法，那么以下格氏電池的(de)小編將(jiang)帶你了解下石(shi)墨烯。

1.什么是石墨烯？

石墨烯是由碳原子組成的二(er)維(wei)碳納米材料。

石墨烯不僅是最(zui)薄的材料，也是最(zui)具彈性的材料，其(qi)斷裂強度比最(zui)好的鋼材要高(gao)200倍。同時，它具有非常好的柔韌性，其(qi)拉(la)伸范圍(wei)可達到其(qi)自身尺(chi)寸的20％。它是目前(qian)最(zui)薄和最(zui)高(gao)強度的材料，也因此被稱為“黑金”，可見其(qi)強度之(zhi)大(da)。

總之，石(shi)墨(mo)烯是一(yi)種具有高強度，高彈性(xing)和高導電性(xing)的納米(mi)材料。

2.電極材料與電池容量之間的關系

通過(guo)(guo)研究，已知電池的充電和放電過(guo)(guo)程實際上是從微觀(guan)角度(du)看電極中陽離子的“結(jie)合”和“分(fen)離”的過(guo)(guo)程。因此，電極材料(liao)中的孔洞(dong)越多，則(ze)這個過(guo)(guo)程進(jin)行(xing)就(jiu)越迅速。

石墨烯(xi)的(de)微觀結(jie)(jie)(jie)構(gou)是由碳原子(zi)(zi)組成的(de)網狀(zhuang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)。由于厚度的(de)限制(zhi)（僅一層原子(zi)(zi)），陽離子(zi)(zi)的(de)運動很少受到限制(zhi)。同時，由于石墨烯(xi)具有網狀(zhuang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)，由它制(zhi)成的(de)電極材料(liao)具有足夠的(de)孔洞。從這個角(jiao)度來看，石墨烯(xi)無(wu)疑(yi)是一種非常理想(xiang)的(de)電極材料(liao)。

3.石墨烯的研究現狀

普渡大(da)學正在研(yan)究通過一種新(xin)的更簡單(dan)的方(fang)式制造(zao)納米(mi)電(dian)(dian)(dian)極(ji)材料(liao)的技術。根據普渡大(da)學的研(yan)究，在電(dian)(dian)(dian)池中使(shi)用(yong)納米(mi)材料(liao)將增加電(dian)(dian)(dian)池充電(dian)(dian)(dian)容量(liang)和(he)充電(dian)(dian)(dian)/放(fang)電(dian)(dian)(dian)速(su)度。

韓國公司三星電子目前正在從事硅基陽極材料研究，旨在硅表面添加石墨烯涂層。如果研究成功，鋰離子電池的(de)壽命將(jiang)增加到2倍以上(shang)。

該研究結合了硅基材(cai)(cai)料(liao)的長壽命和石墨(mo)烯材(cai)(cai)料(liao)的大電荷容(rong)量的優點(dian)，并關注如(ru)何在硅材(cai)(cai)料(liao)上建立(li)石墨(mo)烯涂層的技術(shu)問題。

三星研究人員通過在碳化(hua)硅電(dian)極表面涂蓋石墨烯，有效地(di)擴大了(le)陽極的表面積(ji)。同時(shi)它結(jie)合(he)了(le)陰極中使用的鈷酸鋰，大大提高了(le)電(dian)池(chi)充電(dian)電(dian)源的單位體(ti)積(ji)能量密(mi)度，電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)也比公共汽(qi)車市場上銷售的鋰離子電(dian)池(chi)長1.5-1.8倍。

4.前景

石墨烯是蓄電池的天然電極材(cai)料(liao)。如(ru)果石墨烯納米(mi)材(cai)料(liao)可用于(yu)電池(chi)技術(shu)，則電池(chi)的性能將(jiang)基(ji)本上(shang)改變。但是，正如(ru)文中(zhong)提到的，目前石墨烯的相(xiang)關技術(shu)還處于(yu)實驗室(shi)研究階段。