當(dāng)今社會(huì)日益增長的能源與環(huán)境需求對儲(chǔ)能電池技術(shù)的發(fā)展既是機(jī)遇也是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。納米碳材料如碳納米管與石墨烯因其優(yōu)異的導(dǎo)電能力、良好的機(jī)械性能以及獨(dú)特的形貌與結(jié)構(gòu)特征在儲(chǔ)能電池技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越普遍。本文通過綜述近年來碳納米管與石墨烯分別作為鋰離子電池的復(fù)合電極材料、負(fù)極活性材料、導(dǎo)電添加劑以及新型鋰硫電池用復(fù)合導(dǎo)電載體的***應(yīng)用進(jìn)展，重點(diǎn)討論了這兩類納米碳材料的不同應(yīng)用模式對儲(chǔ)能電池容量性能、倍率性能以及循環(huán)壽命的影響。同時(shí)對目前研究中存在的問題進(jìn)行了總結(jié)，并對未來發(fā)展方向，如開發(fā)低成本與環(huán)境友好的高質(zhì)量材料合成技術(shù)、提升材料的分散能力以有效構(gòu)筑復(fù)合電極結(jié)構(gòu)以及開發(fā)新的應(yīng)用模式等進(jìn)行了展望。氧化石墨應(yīng)用于熱管理、橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。過濾氧化石墨烯有哪些

自碳納米管(CNTs)在1991年被Iijima報(bào)道以來［10］，這種具有一維納米尺寸的管狀碳材料以其獨(dú)特的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)及光學(xué)特性，在電極材料、醫(yī)學(xué)、儲(chǔ)氫裝置和催化劑等諸多領(lǐng)域［11～13］得到了廣泛的應(yīng)用。鋰離子電池領(lǐng)域是碳納米管相當(dāng)有潛力的應(yīng)用方向之一。首先，碳納米管自身就是一種***的鋰離子電池負(fù)極材料;其次，碳納米管尤其是使用化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備的定向生長的三維碳納米管陣列具備優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度，并且由于其獨(dú)特的彈道電子傳導(dǎo)效應(yīng)及抗電遷移能力，其電導(dǎo)率可高達(dá)105S/m［14］。將其作為三維導(dǎo)電結(jié)構(gòu)或?qū)щ娞砑觿┘尤氲狡渌姌O材料之中，不但可提高復(fù)合電極的電子與離子傳輸能力，還可***增強(qiáng)電極的機(jī)械性能。黑龍江生產(chǎn)氧化石墨烯制造氧化石墨烯還可以應(yīng)用于鋰電正負(fù)極材料的復(fù)合、催化劑負(fù)載等。

從實(shí)際應(yīng)用的角度看，石墨烯需要和基板接觸，因此，減少石墨烯薄膜和基板之間的接觸熱阻是石墨烯熱管理應(yīng)用必須考慮的問題。單層或少數(shù)層石墨烯和基板之間的范德華力可以保證石墨烯和基板之間很好的熱耦合[42]。但是石墨烯薄膜由于厚度較大，范德華力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足熱從基板傳遞到石墨烯薄膜上。傳統(tǒng)的連接基板和散熱片之間的導(dǎo)熱膠由于體積和熱導(dǎo)率較低的原因，已經(jīng)滿足不了實(shí)際應(yīng)用的需求，必須采用共價(jià)鍵等其他的方式，以增強(qiáng)熱傳遞的效率。本團(tuán)隊(duì)在這方面做了一些探索性的工作，主要采用在石墨烯薄膜和二氧化硅界面引入功能化分子的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，引入功能化分子后，熱點(diǎn)的散熱效果提高了近1倍

材料應(yīng)用范圍很廣。氧化石墨烯是一種性能優(yōu)異的新型碳材料，具有較高的比表面積和表面豐富的官能團(tuán)。氧化石墨烯復(fù)合材料包括聚合物類復(fù)合材料以及無機(jī)物類復(fù)合材料更是具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，因此氧化石墨烯的表面改性成為另一個(gè)研究重點(diǎn)。石墨烯通常可由氧化石墨烯還原得到，其主要的制備方法有機(jī)械剝離法、化學(xué)還原法、溶劑熱還原法、光催化還原法、化學(xué)氣相沉積法等。其中，化學(xué)還原法由于具有成本低、工藝簡單易控等特點(diǎn)而備受科研工作者的推崇。目前，用于制備還原氧化石墨烯或石墨烯的化學(xué)還原劑主要有鈉與硼氫化鈉混合液、硼氫化鈉和硫酸混合液、氫碘酸、氫碘酸與乙酸混合液，鈉-氨，對苯二酚，維生素C-氨基酸，L-對抗壞血酸，鋅粉，鋁粉，鐵，堿，水合肼，二甲基肼，硫化氫以及氫化鈉等。然而，在利用這些還原劑的過程中，高溫、大量有機(jī)溶劑以及有毒藥品的使用限制了大規(guī)模生產(chǎn)還原氧化石墨烯。因此，開發(fā)一種簡單易行、反應(yīng)條件溫和、生產(chǎn)成本低、環(huán)境友好型的還原氧化石墨烯的方法是十分必要的。氧化石墨烯薄片是石墨粉末經(jīng)化學(xué)氧化及剝離后的產(chǎn)物。

光－熱能量轉(zhuǎn)換是石墨烯相變復(fù)合材料目前應(yīng)用*****的一個(gè)領(lǐng)域。楊鳴波教授團(tuán)隊(duì)［６３］通過化學(xué)氣相沉積（ＣＶＤ）制備出了具有互連網(wǎng)絡(luò)的石墨烯泡沫（ＧＦ），用于制備復(fù)合相變材料的三維骨架。研宄發(fā)現(xiàn)，這種相變復(fù)合材料的熱導(dǎo)率比純相變材料高７４４％，且具有很高的光－熱轉(zhuǎn)換效率，表明其在太陽能利用和存儲(chǔ)中的巨大潛力。**近，他們團(tuán)隊(duì)［６４］通過冷凍鑄造法制備了三維石墨烯網(wǎng)絡(luò)，與聚乙二醇（ＰＥＧ）復(fù)合后得到具有出色的形狀穩(wěn)定性以及高儲(chǔ)能密度的石墨烯相變復(fù)合材料。在１００ｍＷｃｎｒ２的模擬太陽光下照射２０分鐘，相變復(fù)合材料的溫度迅速升高，比較高可達(dá)到約７０°Ｃ，而純ＰＥＧ的溫度*為５５．４°Ｃ，無法完成相變過程。關(guān)閉模擬光源后，相變復(fù)合材料的溫度急劇下降，當(dāng)溫度到達(dá)結(jié)晶點(diǎn)附近時(shí)，將出現(xiàn)另一個(gè)平臺，**著熱能的釋放過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與純ＰＥＧ相比，石墨烯相變復(fù)合材料在光－熱能量轉(zhuǎn)換方面表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能，有著更好的應(yīng)用前景。氧化石墨烯易于剝離成穩(wěn)定的氧化石墨烯分散液，易于成膜。新型氧化石墨烯研發(fā)

常州第六元素制備石墨烯的方法簡單易行、環(huán)境友好。過濾氧化石墨烯有哪些

石墨是由大量碳原子組成的六角環(huán)形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多層疊合體，因?qū)訂柦Y(jié)合能只有5．4kJ／tool，故在一定的外力作用下易被剝離，而剝離出的石墨單層結(jié)構(gòu)即為石墨烯。20世紀(jì)3O年代，Landau和Peierls等ll提出二維晶體是熱力學(xué)不穩(wěn)定的，在常溫常壓下易分解。因此，傳統(tǒng)理論認(rèn)為石墨烯只是一個(gè)理論結(jié)構(gòu)，實(shí)際中無法單獨(dú)存在。直到2004年，英國科學(xué)家Geim等打破了“二維晶體無法在非***零度穩(wěn)定存在”的認(rèn)知，采用微機(jī)械剝離法在高定向熱解石墨(HoPG)上反復(fù)剝離，**終成功制備并觀察到單層石墨烯。過濾氧化石墨烯有哪些