其中最有希望的是三元材料(LiNixCoyMnzO2),具有比容量高、循環(huán)壽命長、安全性能好、價格低廉等特征,當(dāng)然也有工作平臺電壓較低(3.6V),層狀結(jié)構(gòu)易塌陷等缺點,目前日韓的三元材料研究相對比較成熟,我們不多說。
負極材料:
鋰離子電池能否成功應(yīng)用,關(guān)鍵還在于能否制備出可逆地脫嵌鋰離子的負極材料,這類材料要求具有:

①在鋰離子的反應(yīng)中自由能變化小;
②鋰離子在負極的固態(tài)結(jié)構(gòu)中有高的擴散率;
③高度的可逆反應(yīng);
④有良好的離子電導(dǎo)率;
⑤熱力學(xué)性質(zhì)。
目前應(yīng)用最普遍的還是碳家族的負極材料,當(dāng)然也是一個大家族:

石墨是最早用于鋰離子電池的碳負極材料,石墨可以分為天然石墨和人造石墨,其結(jié)構(gòu)是層狀結(jié)構(gòu),其碳原子呈六角形排列并向二維方向延伸,層間距為0.335nm,成本低、比容量高、導(dǎo)電性好、初充電效率高、充放電電壓曲線穩(wěn)定、插鋰電位低等特性。當(dāng)然,石墨也有很多缺點,

2、石墨烯因逆天性能被看做理想的電極材料
下面就該我們的主角之一——石墨烯登場啦!
2004年,Manchester大學(xué)的GEIM等首次用機械剝離法獲得了單層或薄層的新型二維原子晶體——石墨烯。石墨烯是一種結(jié)構(gòu)獨特并且性能優(yōu)異的新型材料,它是由碳原子以sp2雜化連接的單原子層二維蜂窩狀結(jié)構(gòu),被認為是富勒烯、碳納米管和石墨的基本結(jié)構(gòu)單元,如圖1所示。

石墨烯的發(fā)現(xiàn)在充實了碳材料家族的同時,也充實了儲能材料優(yōu)化及改性的方法體系。由于石墨烯具有高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、高比表面積、高強度和剛度等諸多優(yōu)良特性,在儲能、光電器件、化學(xué)催化等諸多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用,特別是在未來實現(xiàn)基于石墨烯材料的高能量密度、高功率密度應(yīng)用有著非常重要的理論和工程價值。

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