基于石墨烯技术超级锂硫电池

　　工控摘要：石墨烯电池，利用锂电池在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于目前已有的研究成果，zui先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。
　　
　　新型石墨烯电池实验阶段的成功，无疑将成为电池产业的一个新的发展点。电池技术是电动汽车大力推广和发展的zui大门槛，而目前的电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段，石墨烯储能设备的研制成功后，若能批量生产，则将为电池产业乃至电动车产业带来新的变革。
　　
　　近期来自中科院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室的成会明课题组发现石墨烯可作为硫电极及电池隔膜的保护及导电层从而形成一个*三明治结构，在增加导电性的同时确保多硫化锂不会穿透电池隔膜而腐蚀锂负极，从而提高锂硫电池的性能。该文章还指出，与使用铝箔作为正极集电体及使用未包覆石墨烯的商品化电池隔膜情况相比，采用石墨烯作为正极集电体(GCC)和石墨烯隔膜能够有效地降低集电器、活性材料和电解液的接触阻抗。更值得关注的是，包被有两层石墨烯的电极能提供快速的离子和电子通道，适应硫体积膨胀，储存并重复利用迁移的多硫化物以减轻穿梭效应。
　　
　　石墨烯集电体的轻质特点还使其构成的锂硫电池具有更高的能量密度。此外，由于石墨烯对于的包裹，是得硫极能够直接和碳黑复合，而不需使用特殊的炭基质或多聚物包被，从而简化了电极的制备过程。同时，该文章还展示了大面积石墨烯集电器及石墨烯隔膜的制备，预示着该设计可用于大规模工业化生产的可能性。
　　
　　该研究成果证实了利用石墨烯包裹电极及隔膜可作为一个简单且的策略提升锂硫电池的性能，从而为高容量、长循环、易加工的锂硫电池开发提供了一种新思路。