美国普渡大学(Purdue University)正在研究通过新的、更加简单的方式制造纳米电极材料的工艺。该大学的研究表明,在电池中使用纳米材料,将会增加电池的充电容量和充放电速度。 目前,韩国的三星电子也在从事旨在硅表面添加石墨烯涂层的硅基阳极物质的研究。如果该研究能够取得成功,锂离子蓄电池的寿命将会提高到2倍以上。 该研究综合了硅基材料寿命长和石墨烯材料充电容量大的优点,重点解决如何在硅基材料上建立石墨烯涂层的工艺化问题。 三星的研究人员通过在碳化硅电极的表面涂布石墨烯涂层,有效地扩展了阳极的表面积。同时与阴极所使用的锂钴氧化物进行组合,使电池的充电电源的单位体积能量密度油料较大的提高,其寿命也增加到母线市场销售的锂离子蓄电池的1.5-1.8倍。
制备石墨烯常见的方法
制备石墨烯常见的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法和化学气相沉积法(CVD)。 机械剥离法是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动,得到石墨烯薄层材料的方法。这种方法操作简单,得到的石墨烯通常保持着完整的晶体结构,但是得到的片层小,生产效率低。 氧化还原法是通过将石墨氧化,增大石墨层之间的间距,再通过物理方法将其分离,最后通过化学法还原,得到石墨烯的方法。这种方法操作简单,产量高,但是产品质量较低。 SiC外延法是通过在**高真空的高温环境下,使硅原子升华脱离材料,剩下的C原子通过自组形式重构,从而得到基于SiC衬底的石墨烯。这种方法可以获得高质量的石墨烯,但是这种方法对设备要求较高。 CVD是目前较有可能实现工业化制备高质量、大面积石墨烯的方法。这种方法制备的石墨烯具有面积大和质量高的特点,但现阶段成本较高,工艺条件还需进一步完善。
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