这是为科学家和非科学家创建的石墨烯电池用户指南，解释了石墨烯电池的工作原理及其好处，并详细介绍了可以开始开发石墨烯电池的立即、可操作的步骤。

不要错过纳米进化的下一个阶段。本指南涵盖了四个行之有效的石墨烯电极设计实验（DOE），从创新的学术研究，其中包括一个石墨烯锂硫电池，目前的领跑者技术，并包括参考。

石墨烯电池

石墨烯片的分子结构

石墨烯基电池正在积极研究各种商业应用。相对于传统的金属离子电池，开发石墨烯基电池具有更好的性能和生命周期效益，值得进行资源投资。

Elon Musk的特斯拉汽车公司提供了一个著名的积极参与石墨烯电池的研究和商业化创新公司的例子。

真正的石墨烯电池突破有望从石墨烯锂离子混合化学纳入锂硫电池的阴极。这种技术需要很多年才能商业化，目前正在进行深入的研究。更先进的石墨烯电池技术将需要大量的研发支出，需要多年的商业化。

传统的电池技术

石墨烯电池

一个横截面的一个传统的电池查看

锂是可充电电池和非充电电池中常用的材料。虽然碱性和锌基电池是可用的，他们通常有更短的使用寿命，因为他们的高电荷密度。与锂基电池不同，这些电池不能在较高的电压下工作。

一种初级（非充电）电池由两个电极组成，允许电流通过一个中间的电解质在一个方向上流动。二次电池（可充电）仍含有两个电极，但锂离子可以在两个方向上流动，这取决于充电或放电。

阳极通常是锂基（金属氧化物）化合物，阴极是多孔碳。阳极和阴极都有一个固定的孔的刚性结构，在电流的作用下能够吸收锂离子进入空穴。在电解质溶液中的离子解吸时没有电流。

锂离子的吸收可以发生在阴极和阳极上。当电池被使用时，离子向阴极移动。充电时，电流反向，离子被吸附到阳极中。这个过程允许产生许多周期，从而提高寿命。阴极材料的选择是传统的石墨，但它可以改变阳极。最常见的类型包括钛酸锂，linicoalo2，LiFePO4，linimncoo2（NMC），钴酸锂和锰酸锂。

石墨烯电池技术

石墨烯电池

石墨烯电池可以减少电池使用对环境的影响

石墨烯电池的结构类似于传统电池，其中两个电极和一个电解质溶液被用来促进离子转移。石墨烯电池和固态电池的主要区别在于一个或两个电极的组成。

的变化主要在于阴极，但它也有可能在阳极利用碳的同素异形体。在常规电池的阴极是纯粹由固体材料，但composite-a杂化材料含有固态金属材料和石墨烯作为石墨烯电池阴极。

根据预期的应用，复合材料中石墨烯的含量可能不同。加入到电极中的石墨烯的量通常取决于性能要求，取决于固态前驱体材料的现有效率和/或弱点。

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石墨烯电池突破

真正的石墨烯电池的突破是将石墨烯锂离子混合化学加入到锂硫电池的阴极中，如本指南所述。纯石墨烯电极不用于石墨烯电池，许多石墨烯基电极的制造和操作方式与传统电池相似。

在电极配方中加入石墨烯，其性能得到改善。无机基电极一般在密度、导电率、表面积、容量、电容或循环时间等方面都有局限性。

石墨烯是一种多功能分子，具有许多独特的、理想的性质，它可以采用多种不同的方法，因为没有一种适合石墨烯的“一刀切”的解决方案。石墨烯被用来改善已有的许多好处。