基于石墨烯技術超級鋰硫電池

　　工控摘要：石墨烯電池，利用鋰電池在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發出的一種新能源電池。隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產業化應用步伐正在加快，基于目前已有的研究成果，zui先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池領域。
　　
　　新型石墨烯電池實驗階段的成功，無疑將成為電池產業的一個新的發展點。電池技術是電動汽車大力推廣和發展的zui大門檻，而目前的電池產業正處于鉛酸電池和傳統鋰電池發展均遇瓶頸的階段，石墨烯儲能設備的研制成功后，若能批量生產，則將為電池產業乃至電動車產業帶來新的變革。
　　
　　近期來自中科院金屬研究所沈陽材料科學國家(聯合)實驗室的成會明課題組發現石墨烯可作為硫電極及電池隔膜的保護及導電層從而形成一個*三明治結構，在增加導電性的同時確保多硫化鋰不會穿透電池隔膜而腐蝕鋰負極，從而提高鋰硫電池的性能。該文章還指出，與使用鋁箔作為正極集電體及使用未包覆石墨烯的商品化電池隔膜情況相比，采用石墨烯作為正極集電體(GCC)和石墨烯隔膜能夠有效地降低集電器、活性材料和電解液的接觸阻抗。更值得關注的是，包被有兩層石墨烯的電極能提供快速的離子和電子通道，適應硫體積膨脹，儲存并重復利用遷移的多硫化物以減輕穿梭效應。
　　
　　石墨烯集電體的輕質特點還使其構成的鋰硫電池具有更高的能量密度。此外，由于石墨烯對于的包裹，是得硫極能夠直接和碳黑復合，而不需使用特殊的炭基質或多聚物包被，從而簡化了電極的制備過程。同時，該文章還展示了大面積石墨烯集電器及石墨烯隔膜的制備，預示著該設計可用于大規模工業化生產的可能性。
　　
　　該研究成果證實了利用石墨烯包裹電極及隔膜可作為一個簡單且的策略提升鋰硫電池的性能，從而為高容量、長循環、易加工的鋰硫電池開發提供了一種新思路。