有關(guān)石墨烯材料在鋰離子電池中的應用，研制了石墨烯改性LiFePO4/liMnPO4鋰離子電池正極材料和石墨烯改性鋰離子電池負極材料，組裝了石墨烯鋰離子電池典型測試試樣，石墨烯的添加顯著提高了鋰離子電池的能量密度和功率密度，減小了電池充電時間，提高了電池續(xù)航能力，石墨烯鋰離子電池展現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)特性。

石墨烯一般指單片的石墨，單原子厚度0.2-0.5nm。單片的石墨烯具有機械強度高、比表面積大、電學性能優(yōu)異等特點，常應用于儲能、液晶顯示器、透明電極等領(lǐng)域。研究表明，通過向鋰充電電池的電極中添加少量石墨烯，不僅可以保持原來的能量密度，還能大幅度提高輸出功率密度。

石墨烯構(gòu)建包覆磷酸鐵鋰納米顆粒的高效三維導電網(wǎng)絡(luò)，顯著提高了磷酸鐵鋰正極材料的電化學性能，此外，采用石墨烯涂層鋁箔作為鋰離子電池的集流體，代替?zhèn)鹘y(tǒng)炭黑涂層，在不影響電池容量的前提下，可以降低并穩(wěn)定電池內(nèi)阻，同時還能提高電池的散熱能力，延長電池壽命。

石墨烯材料在鋰離子電池儲能領(lǐng)域的應用

一是石墨烯在鋰離子電池中可以直接用作負極材料或者正負極復合材料，但由于成本高、造價大，暫時還難以推廣；

二是石墨烯涂層應用在正極集流體的鋁箔，能有效減少極化，提高倍率性能，尤其關(guān)于現(xiàn)行的高比能量、高電壓體系的三元電池而言，石墨烯材料能有效提升電池的循環(huán)壽命；

三是石墨烯作為正極導電劑來使用，在材料制備過程中，充分利用石墨烯的導電網(wǎng)絡(luò)特性來修飾正極材料；

四是在傳統(tǒng)導電劑及高端多元化的導電劑應用領(lǐng)域，石墨烯以其優(yōu)良的導電特性，扮演著重要的角色：作為柔性薄片，在活性物質(zhì)之間形成了面與點的接觸，為了更好的提升電極片的導電性，在工業(yè)化生產(chǎn)應用中，經(jīng)常讓石墨烯與導電碳黑來混合使用，從而實現(xiàn)點與點，點與面的充分接觸。

石墨烯作為基底材料可以很好的負載活性物質(zhì)，控制材料的尺寸，提高電極的導電性，收束材料體積膨脹，提高電池性能；在集流體上的涂覆可以保護集流體，延長使用壽命，減少極化，提升倍率特性；在動力鋰電池中，作為導電劑添加劑，有利于提高極片的壓實密度，提高材料的導電性。

我國是鋰離子電池最重要的生產(chǎn)國之一。2014年，我國鋰離子電池產(chǎn)量達52.87億只，占全球總產(chǎn)量的71.2%，已持續(xù)10年位居全球首位。截止至2018年底，我國鋰離子電池產(chǎn)量達到139.87億只，比2014年上升了一倍多。伴隨鋰離子電池生產(chǎn)廠家在技術(shù)上的革新，性能和安全性的提升，人們對鋰離子電池的需求仍會不斷上升，預計到2024年，我國鋰離子電池行業(yè)市場規(guī)模將超過1500億元。

石墨烯在新型儲能材料上具有獨特的優(yōu)勢和巨大的潛力，應用前景非常廣闊。相比于其他國家，我國石墨烯研發(fā)重要集中在石墨烯制備及其在鋰離子電池電極中的應用，而在制備半導體器件方面的專利相對較少。當前我國石墨烯發(fā)展正處于從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵時期，應打造先導產(chǎn)業(yè)，推動石墨烯產(chǎn)業(yè)做大做強。