石墨烯目前是世界上研究最多的材料-這關(guān)于電能儲(chǔ)存尤其如此，許多實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果證實(shí)了其改變當(dāng)今能源儲(chǔ)存格局的潛力。

具體而言，石墨烯可以為儲(chǔ)能裝置供應(yīng)幾個(gè)新的特點(diǎn)，例如更小的電容器，完全柔性甚至可卷動(dòng)的儲(chǔ)能裝置，透明電池以及大容量和快速充電裝置。

盡管取得了顯著的進(jìn)展，但石墨烯在能源儲(chǔ)存市場(chǎng)的未來(lái)仍面對(duì)諸多挑戰(zhàn)。作者討論并提出了解決這些挑戰(zhàn)的方法，并簡(jiǎn)要討論了其他新興2D材料在儲(chǔ)能應(yīng)用方面的潛力。

石墨烯儲(chǔ)能

石墨烯由于非常高的表面積而引起了應(yīng)用于超級(jí)電容器的極大興趣。然而要理解超級(jí)電容器中石墨烯的極限，重要的是要了解全封裝產(chǎn)品的能量密度，而不僅僅是活性物質(zhì)的電容。除了石墨烯的電容外，石墨烯基超級(jí)電容器的最大能量密度取決于其他幾個(gè)參數(shù)，如石墨烯薄膜的厚度和密度，以及包括電流收集器和分離器在內(nèi)的其他電池元件，電解液的性質(zhì)和密度，電池的工作電壓窗口和封裝效率等。

過(guò)針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

點(diǎn)擊詳情

石墨烯在廣泛的電池中也非常有用，包括氧化還原液流電池、金屬空氣電池、鋰硫電池、更重要的是鋰離子電池。石墨烯可以被化學(xué)加工成各種形式，既適用于正極，也適用于負(fù)極，從而能夠制造出具有超高能量密度的全石墨烯電池。

研究人員還多次展示了石墨烯復(fù)合材料的使用，例如碳納米管/石墨烯三明治，用于高速率鋰硫電池或促進(jìn)鋰金屬電池；或與二硫化鉬一起用作鈉離子電池的高性能電極。甚至使用石墨烯油墨的3D打印石墨烯電池也已經(jīng)被證實(shí)

電池用石墨烯的合成與組裝

以量子點(diǎn)(0D)、導(dǎo)線(1D)、薄膜(2D)、整料（3D）和具有潛力的4D自愈和/或自折疊結(jié)構(gòu)的形式覆蓋所有四維形式產(chǎn)品，可以制備出各種獨(dú)特的石墨烯宏觀組裝體，如下圖所示：

石墨烯的合成與組裝可以操縱石墨烯片形成宏觀結(jié)構(gòu)，利用各個(gè)石墨烯片的獨(dú)特特點(diǎn)來(lái)構(gòu)建可用于許多不同應(yīng)用的新石墨烯結(jié)構(gòu)。2D石墨烯片可以組裝成各種維度的宏觀結(jié)構(gòu)：0D量子點(diǎn)，1D線性結(jié)構(gòu)，2D膜，3D整料和潛在的4D自折疊結(jié)構(gòu)。描述了制備這些結(jié)構(gòu)的方法以及它們?nèi)绾斡绊懯┑男再|(zhì)和應(yīng)用。AAO，陽(yáng)極氧化鋁;CNT，碳納米管;CVD，化學(xué)氣相沉積;GO，氧化石墨烯;量子點(diǎn)，量子點(diǎn)。（點(diǎn)擊圖片放大）

無(wú)人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱(chēng)電壓：28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

點(diǎn)擊詳情

石墨烯的加工

為了實(shí)現(xiàn)石墨烯的商業(yè)潛力，有必要開(kāi)發(fā)性能可靠，成本效益高，操作簡(jiǎn)便的工業(yè)化石墨烯電極制造工藝。

溶液處理為石墨烯電極的制造供應(yīng)了一種簡(jiǎn)單而有效的策略，并且與目前工業(yè)上用于制備電池電極的生產(chǎn)工藝相兼容。

石墨烯粉體可以使用各種涂布技術(shù)加工成電極，包括浸涂，棒涂，噴涂，噴墨印刷，旋涂，絲網(wǎng)印刷，凹版印刷，刮涂，靜電紡絲，電沉積，真空過(guò)濾，滴注，界面沉積，Langmuir-Blodgett沉積和逐層組裝。

最合適的涂覆技術(shù)取決于最終電極的所需性質(zhì)和尺寸以及粉體中所需的膜厚度和石墨烯的量。另一個(gè)重要的參數(shù)是設(shè)備的設(shè)計(jì)，即是否要傳統(tǒng)的三明治結(jié)構(gòu)或平面儲(chǔ)能設(shè)備。

為電池供應(yīng)一組新功能

現(xiàn)在智能手機(jī)和其他便攜式電子設(shè)備已經(jīng)無(wú)處不在，一個(gè)重要的問(wèn)題仍然存在：電池技術(shù)沒(méi)有跟上對(duì)它們的需求。此外，由于缺乏可靠的電池，電動(dòng)汽車(chē)仍然無(wú)法在使用內(nèi)燃機(jī)的車(chē)輛上被輕易采用。很快，石墨烯就可以建立新一代的儲(chǔ)能設(shè)備，具備現(xiàn)有技術(shù)不可能具備12個(gè)新特性，如下表所述：

石墨烯的局限性和可能的解決方法

在這篇評(píng)論的最后一部分，作者討論了為實(shí)現(xiàn)石墨烯電池和超級(jí)電容器的實(shí)際應(yīng)用而要解決的許多挑戰(zhàn)。

盡管研究人員已經(jīng)證明石墨烯電池和超級(jí)電容器的性能特點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了商用電池的性能，但缺乏大規(guī)模生產(chǎn)高質(zhì)量石墨烯的可行技術(shù)還是限制了其潛力。

石墨烯生產(chǎn)成本的估算取決于材料的質(zhì)量，從每千克幾十到幾千美元不等，但仍然不能與最時(shí)髦的材料競(jìng)爭(zhēng)。例如，超級(jí)電容器目前使用的活性碳成本非常低（每公斤15美元），對(duì)其他材料的進(jìn)入是很大的障礙。

作者認(rèn)為，石墨烯由于其優(yōu)異的電化學(xué)性能和獨(dú)特的大表面積、高導(dǎo)電性和優(yōu)異的機(jī)械性能的獨(dú)特組合，已經(jīng)改變了儲(chǔ)能領(lǐng)域的面貌。然而，由石墨烯構(gòu)建的儲(chǔ)能裝置的全部潛力尚未實(shí)現(xiàn)，特別是在低成本大量生產(chǎn)具有可控微觀結(jié)構(gòu)和低殘余氧含量的石墨烯的可行技術(shù)方面仍存在許多挑戰(zhàn)。

他還認(rèn)為，應(yīng)用理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究解決現(xiàn)有的挑戰(zhàn)，應(yīng)該做更多的研究努力。進(jìn)一步了解石墨烯片在納米尺度上的相互用途，形成不同形狀和尺寸的自組裝結(jié)構(gòu)將推動(dòng)石墨烯更多的潛在應(yīng)用。預(yù)計(jì)石墨烯研究將在未來(lái)十年內(nèi)繼續(xù)迅速擴(kuò)大，將會(huì)對(duì)我們的生活出現(xiàn)真正的影響。