石墨烯-锂硫电池开题报告[行业特制]
锂电池行业分析报告
宁德时代：推出 高能量密度动力 电池，应用于各 类电动汽车和混
合动力汽车
三聚环保：成功 研发出生物可降 解塑料，有效降
低环境污染
比亚迪：推出刀 片电池，提高了 电池的安全性和
寿命
星源材质：研发 出高性能隔膜材 料，提高了锂电
池的能量密度
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成功企业介绍：重点介绍在锂电 池行业中表现突出的企业，如特
斯拉、宁德时代等。
案例分析：选取具有代表性的企 业案例，深入剖析其发展历程、
产品特点、市场策略等。
成功因素分析：分析这些企业在 竞争中取得优势的关键因素，如 技术创新、市场定位、经营管理
等。
对行业的启示：总结这些成功企 业的经验教训，提出对整个锂电 池行业的启示和建议，如加强技 术创新、优化市场布局、提高产
材料
负极材料创新：高容量、 循环寿命长的石墨烯等新
型负极材料
电解液创新：高电压、高 安全性的新型电解液
制造工艺：介绍锂 电池的制造流程， 包括电极制备、电 解质灌装、封装等 关键环节。
技术进步：介绍锂 电池制造中的新技 术，如固态电池、 锂硫电池等，以及 它们对行业的影响 和前景。
发展趋势：分析未 来锂电池制造工艺 和技术的发展方向 ，如更高效的生产 线、更先进的电极 材料等。
成熟阶段：目前，锂电池市场已经进入 成熟阶段，技术趋于稳定，成本不断降 低，成为主流能源存储方案。
未来展望：未来，随着电动汽车和可再 生能源的普及，锂电池市场仍有较大发 展空间。
2020年全球锂电池市场规模约为150亿美元，预计到2025年将增长到300亿 美元以上。
随着电动汽车和可穿戴设备的普及，锂电池市场需求将持续增长。
高中化学原电池与电解池高考题大全
2、微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示;下列有关微生物电池的说法错误的是A．正极反应中有CO2生成B．微生物促进了反应中电子的转移C．质子通过交换膜从负极区移向正极区D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O3、Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器;该电池的电极材料分别为锂和碳,电解质是LiAlCl4-SOCl2;电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑;请回答下列问题：1电池的负极材料为________,发生的电极反应式为______________________________________________________________;2电池正极发生的电极反应为____________________________________;3SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成;如果把少量水滴到SOCl2中,实验现象是____________________,反应的化学方程式为_____________________________________________________;4组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是_____________________________________________________________________________;4、石墨烯锂硫电池放电时的工作原理示意图如图,电池反应为2Li+nS=Li2S n,有关该电池说法正确的是A. 放电时,Li+向负极迁移B.A电极上发生的一个电极反应为：2Li++6S+2e=Li2S6C. 若对该电池充电,B电极接电源正极B电极发生还原反应5、如图是锂空气电池的放电原理图隔膜只允许锂离子通过.电池放电时的反应可表示为：4Li+O2+2H2O═4LiOH;下列锂空气电池放电时的有关说法正确的是A. 正极反应式：Lie═Li+B. 每转移2mol电子,消耗的O2C.Li+不断向电池的正极移动D. 可以去掉隔膜和有机电解液,让金属锂与水性电解液直接接触6、锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置如下图所示,电解液为溴化锌水溶液,电解液在电解质储罐和电池间不断循环;下列说法正确的是A.充电时电极b连接电源的正极B.放电时正极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+C.阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应D.充电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大7、用固体氧化物作为电解质的氢氧燃料电池电解Na2SO4溶液,已知固体氧化物在高温下允许氧离子O2-在其间通过,其工作原理如下图所示c、d均为惰性电极;下列有关说法正确的是A.电路中电子流向为a→d→c→bB.电极b为负极,电极反应式为O2+4e-=2O2-C.电解后烧杯中溶液pH增大D.理论上b极消耗气体和c极生成气体质量相等8、根据如图,可判断出下列离子方程式中,错误的是A.2 Ags+Cd2+aq═2 Ag+aq+CdsB. Co2+aq+Cds═Cos+Cd2+aqC. 2 Ag+aq+Cds═2Ags+Cd2+aqD. 2Ag+aq+Co s═2 Ags+Co2+aq9、用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,长时间通电后,向所得溶液中加入 CuOH2恰好恢复到电解前的浓度和pH.则电解过程中转移电子的总物质的量为A.B.C.D.10、某兴趣小组设计如下微型实验装置.实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生；一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表指针偏转,下列有关描述正确的是A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为：2H++2Cl-Cl2↑+H2↑B.B. 断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红C.C. 断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应为：Cl2+2e-=2Cl-D.D. 断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极11、12、某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料C3H8O;下列说法正确的是A．该装置将化学能转化为光能和电能B．该装置工作时,H＋从b极区向a极区迁移C．每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原D．a电极的反应为：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O13、14、某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料C3H8O;下列说法正确的是A．该装置将化学能转化为光能和电能B．该装置工作时,H＋从b极区向a极区迁移C．每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原D．a电极的反应为：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O15、对下列由电极和电解质溶液构成的装置叙述不正确的是A.若X、M、Q分别是H2SO4、Pb和PbO2,a、b连接后两极都有PbSO4生成B.若X、M、Q分别是滴加酚酞的Na2SO4、C和Fe,a、b分别连接电池的正、负极,则通电后Q周围溶液颜色变红C.若X、M、Q分别是CuSO4、Cu和Fe,a、b分别连接电源的正、负极,则可在铁上镀铜D.若X、M、Q分别是NaCl、C和Fe,则a、b连接后,M电极上有气体产生16、。
锂电池石墨烯负极材料生产项目可行性研究报告
锂电池石墨烯负极材料生产项目可行性研究报告可行性研究报告：锂电池石墨烯负极材料生产项目一、项目背景与目标随着移动电子设备和新能源汽车的普及，锂电池作为一种高能量密度的能源储存装置，需求量不断增加。
石墨烯是一种新兴材料，具有优异的导电性和机械性能，被广泛应用于新能源领域。
本项目旨在建设一座锂电池石墨烯负极材料生产基地，满足市场对于高性能锂电池的需求。
二、市场前景分析1.锂电池市场：锂电池市场近年来快速增长，主要驱动因素是新能源汽车市场的快速发展。
根据市场调研数据，预计全球锂电池市场规模将在2025年达到600亿美元。
2.石墨烯市场：石墨烯作为一种新兴材料，具有广阔的应用前景，尤其是在能源存储领域。
根据市场预测，2025年全球石墨烯市场规模将达到160亿美元。
三、技术可行性分析1.石墨烯制备技术：目前，石墨烯的制备主要有机化学还原法和化学气相沉积法。
这两种方法成熟且工业化程度较高，具备一定的规模生产能力。
2.锂电池应用技术：锂电池是目前广泛应用于移动电子设备和电动汽车等领域的能源储存装置，其技术已相对成熟。
石墨烯作为负极材料，在提高锂离子导电速度和储能密度方面具有独特优势。
四、投资可行性分析1.投资规模：初步估算，该项目投资规模约为5000万元人民币。
2.预期收益：根据市场需求和竞争对手分析，预计项目达到满产后，年销售收入约为8000万元人民币，净利润约为2000万元人民币。
3.投资回收期：按照预期净利润和投资规模计算，初步估计投资回收期在5年左右。
4.投资风险：该项目存在市场风险、技术风险和供应链风险等，但由于石墨烯材料具有广泛的应用前景和市场需求，投资风险可控性较高。
五、经济效益分析1.就业机会：预计该项目建成后，将直接提供100个就业机会，带动相关产业发展，间接创造更多就业岗位。
2.增加地方税收：项目投产后，将带动相关产业链的发展，增加地方税收收入。
3.推动区域经济发展：本项目的建设将进一步推动区域新能源产业的发展，提升整个区域的经济水平。
石墨烯柔性锂离子电池项目可行性研究报告
石墨烯柔性锂离子电池项目可行性研究报告核心提示：石墨烯柔性锂离子电池项目投资环境分析，石墨烯柔性锂离子电池项目背景和发展概况，石墨烯柔性锂离子电池项目建设的必要性，石墨烯柔性锂离子电池行业竞争格局分析，石墨烯柔性锂离子电池行业财务指标分析参考，石墨烯柔性锂离子电池行业市场分析与建设规模，石墨烯柔性锂离子电池项目建设条件与选址方案，石墨烯柔性锂离子电池项目不确定性及风险分析，石墨烯柔性锂离子电池行业发展趋势分析提供国家发改委甲级资质专业编写：石墨烯柔性锂离子电池项目建议书石墨烯柔性锂离子电池项目申请报告石墨烯柔性锂离子电池项目环评报告石墨烯柔性锂离子电池项目商业计划书石墨烯柔性锂离子电池项目资金申请报告石墨烯柔性锂离子电池项目节能评估报告石墨烯柔性锂离子电池项目规划设计咨询石墨烯柔性锂离子电池项目可行性研究报告【主要用途】发改委立项，政府批地，融资，贷款，申请国家补助资金等【关键词】石墨烯柔性锂离子电池项目可行性研究报告、申请报告【交付方式】特快专递、E-mail【交付时间】2-3个工作日【报告格式】Word格式；PDF格式【报告价格】此报告为委托项目报告，具体价格根据具体的要求协商，欢迎进入公司网站，了解详情，工程师（高建先生）会给您满意的答复。
【报告说明】本报告是针对行业投资可行性研究咨询服务的专项研究报告，此报告为个性化定制服务报告，我们将根据不同类型及不同行业的项目提出的具体要求，修订报告目录，并在此目录的基础上重新完善行业数据及分析内容，为企业项目立项、上马、融资提供全程指引服务。
可行性研究报告是在制定某一建设或科研项目之前，对该项目实施的可能性、有效性、技术方案及技术政策进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价，以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方案和最佳时机而写的书面报告。
可行性研究报告主要内容是要求以全面、系统的分析为主要方法，经济效益为核心，围绕影响项目的各种因素，运用大量的数据资料论证拟建项目是否可行。
关于石墨烯电池的调研报告
关于石墨烯电池的调研报告0引言《世界报》的一则关于西班牙Graphenano 公司同西班牙科尔瓦多大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池的消息，引起了世界各地的转发与评论，该消息称石墨烯聚合材料电池能够提给电动车1000公里的续航能力，而其充电时间不到8分钟。
为调查此消息的真实性与石墨烯聚合材料电池的可行性，于是检索、收集了大量的资料，并总结做出了自己的调查结果。
1石墨烯简介石墨烯（Graphene ）是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二維材料。
石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因「在二维石墨烯材料的开创性实验」为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收%的光；导热系数高达K m W ⋅/5300，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过s V cm ⋅/215000，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约m ⋅Ω-810，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。
因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。
由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。
特斯拉CEO 马斯克近目在接受英国汽车杂志采访时表示，正在研究高性能电池，特斯拉电动车的续行里程很快将能达到800公里，比目前增长近70％。
其表示，特斯拉始终致力于打造纯电动汽车，将继续革新电池技术，不考虑造混合动力车。
特斯拉Model3电动汽车的续行里程有望达N320公里，售价约为万美元。
[]《功能材料信息》 2014年第11卷第4期 56-56页据悉，石墨烯兼具高强度、高导电性、柔韧性等优点，应用于锂电池负极材料后，可大幅度提高其电容量和大倍率充放电性能 ，或成特斯拉电池的理想材料。
储能材料和电池技术的研究进展
储能材料和电池技术的研究进展能源是现代社会发展的重要驱动力，而电池作为现代电子产品和新能源的能量提供者，日益受到人们的重视。
随着科技的发展，我们不断探索新的材料和技术，以提高电池的性能和储能效率。
本文将介绍关于储能材料和电池技术的研究进展，包括新型储能材料和新型电池结构的研究和应用。
一、新型储能材料的研究进展1. 石墨烯石墨烯是一种具有单层碳原子排列的材料，具有极高的比表面积和电导率。
近年来，石墨烯被广泛应用于电池领域，可以作为电极材料和导电添加剂。
石墨烯的高比表面积可以增加电池的电容量和储能密度，同时优异的电导率也可以提高电池的性能。
2. 二氧化钛纳米材料二氧化钛具有良好的化学稳定性和电化学性能，在锂离子电池中具有广泛的应用前景。
由于其比表面积大和多孔性结构，纳米二氧化钛可以增加电极材料的表面积和储能密度。
同时，纳米材料还可以提高离子在电极材料中的扩散速度，从而提高电池的循环性能和寿命。
3. 硅基材料硅是一种具有高比容量和储能密度的储能材料，在锂离子电池中具有广泛的应用前景。
然而，硅的晶体结构容易发生体积膨胀，导致电极材料的破裂和寿命短。
因此，研究人员通过改变硅的晶体结构和纳米化处理来解决这个问题。
目前，硅基复合材料、纳米多孔硅和硅纳米线等材料的应用已经得到了广泛研究和应用。
二、新型电池结构的研究进展1. 固态电池传统的锂离子电池采用液态电解液，存在着燃烧和泄漏的危险，并且电解液中的溶剂和盐会导致电池寿命短。
因此，研究人员开发了新型固态电池，采用固态电解质代替液态电解液。
固态电池具有更加安全和稳定的性能，同时还具有更高的能量密度和短路问题得到有效解决。
2. 锂硫电池锂硫电池采用硫材料作为正极，锂金属作为负极，具有更高的比能量和储能密度。
近年来，锂硫电池得到了广泛研究和应用。
然而，锂硫电池在循环过程中存在着硫的溶解和枝晶生长等问题，严重影响了电池的寿命和循环性能。
因此，研究人员通过改变电极结构和添加功能性涂层等方式来解决这个问题，目前锂硫电池的性能已经得到了大幅提高。
山东省菏泽市2022届高三化学下学期第一次模拟考试试题(含解析)
山东省菏泽市2022届高三化学下学期第一次模拟考试试题（含解析）可能用到的相对原子质量：H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Mg-24 Cl-35.5 Cr-52 Fe-56 Zn-65一、选择题：本题共13小题每小题6分，共78分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.化学与社会、生活密切相关，下列说法正确的是A. 压榨菜籽油和浸出菜籽油都利用了萃取原理B. 煤经气化液化处理后，能减少CO2的排放C. 碳酸钡能与盐酸反应，故能用于治疗胃酸过多D. 次氯酸钠具有强氧化性，可用于配制消毒液【答案】D【解析】【详解】A. 压榨菜籽油是把油从菜籽中直接挤压出来，没有利用萃取原理，故A项错误；B. 煤经气化液化处理后没有减少碳的含量，即不能减少CO2的排放，故B项错误；C. 碳酸钡与盐酸反应生成可溶性氯化钡，而可溶性氯化钡属于重金属盐，有毒，所以不能用于治疗胃酸过多，故C项错误；D. 次氯酸钠具有强氧化性，能使蛋白质变性，所以可用于配制消毒液，故D项正确。
故选D。
2.某有机物X的结构如图所示，下列说法正确的是A. X的分子式为C9H12O3B. X中所有碳原子均可能共面C. X可与氧气发生催化氧化反应D. 1molX最多能消耗2 mol NaOH【答案】C【解析】【详解】A.由结构简式可知，其分子式为C9H14O3，故A项错误；B. 分子中含有饱和碳原子，则与该碳原子相连的四个碳原子一定不在同一共面上，故B项错误；C. 分子中含有羟基，且与羟基相连的碳原子上含有氢原子，所以在催化剂存在的条件下可与氧气发生催化氧化反应，故C项正确；D.分子中仅含有1个酯基能与NaOH溶液反应，所以 1mol该有机物最多能消耗1 mol NaOH，故D项错误。
故选C。
【点睛】本题考查有机物结构和性质，把握官能团及其性质关系是解本题关键，注意只有1个酯基能与NaOH 溶液反应，为易错点。
3.下列有关实验操作的叙述合理的是A. 用pH试纸检测气体的酸碱性时，需要预先润湿B. 蒸馏实验中，忘记加沸石，应立即趁热加入沸石C. 要量取15.80mL溴水，须使用棕色的碱式滴定管D. 用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中混有的Fe2+【答案】A【解析】【详解】A. 由于气体只有溶于水才能显示酸碱性，所以用pH试纸检测气体的酸碱性时，需要预先润湿，故A项正确；B. 蒸馏实验中，忘记加沸石，需要先冷却后再加入沸石，以防暴沸，故B项错误；C. 溴水具有强氧化性，应该用酸式滴定管量取，故C项错误；D. 由于Cl-能被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以不能用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中混有的Fe2+，故D项错误。
石墨烯-锂硫电池开题报告
研究目标
1.改进电池制备工艺 （免去了混料，涂膜等工艺过程） 2.降低电池生产成本
3.提高电池比能量
不需要集流体
课题研究所需设备
Land、电化学工作站、手套箱等实验室自备。 SEM、TEM、XRD、TG、BET等测试可在系里 或分析测试中心进行。
LOGO
研究方案
课题所需设备
Company Logo
第一部分
课题背景
石墨烯是由单层碳原子组成的六方蜂巢状二维纳米材料，它可 以包裹起来形成零维的富勒烯，卷起来形成一维的碳纳米管，层层 堆积形成三维的石墨。
石墨烯的性质
石墨烯
强度
电子迁移率
热导率
量子霍尔效 应
国内外研究状况
石墨烯有着较高的比表面积和特异的电子传导能力, 在 锂离子电池领域内有着广泛的应用前景,因而受到了研究者 的普遍关注.
logo课题背景意义及国内外研究现状companylogo课题内容研究目标研究方案课题所需设备第一部分课题背景石墨烯是由单层碳原子组成的六方蜂巢状二维纳米材料它可以包裹起来形成零维的富勒烯卷起来形成一维的碳纳米管层层堆积形成三维的石墨
石墨烯在锂离子电池中的应用研究 锂硫电池制备方法的研究
LOGO
课题背景、意义及国内外研究现状 课题内容、研究目标
Yoo 等
Zhou hao-shen Dai hongjie
石墨烯
石墨烯/SnO2 石墨烯/Mn3O4
540mAh/g
810mAh/g 900mAh/g
Liu jun等
石墨烯/TiO2
170mAh/g
研究方案、研究目标
实验方案：
石墨
氧化
还原
研究目标：
通过对该课题的研究以期能够解决金属氧化物在脱嵌锂 过程中的体积膨胀问题。
石墨烯电池材料的制备与性能研究
石墨烯电池材料的制备与性能研究石墨烯是一种由单层碳原子组成的材料，具有高导电性和高度机械强度等优良性质，是目前材料领域研究的热点之一。
石墨烯材料在能量存储领域也有广泛的研究应用，其中在电池领域的应用备受关注。
本文将主要探讨石墨烯电池材料的制备与性能研究。
一、石墨烯电池材料的制备由于石墨烯的单层结构和极高的比表面积，使得其作为电极材料有着广阔的应用前景。
目前制备石墨烯材料有多种方法，如化学气相沉积法、机械剥离法、溶液剥离法等。
其中，化学气相沉积法制备的石墨烯材料在电极材料中的应用最为广泛。
化学气相沉积法主要是在惰性气体中将石墨烯材料进行热解或化学反应，然后将过程中产生的气体送入到基板表面得到石墨烯。
与其它方法相比，化学气相沉积法可以制备单晶质量高、具有工业化生产条件、可以控制多层石墨烯等收益。
在石墨烯材料的电池应用中，电化学沉积法也是石墨烯电池材料制备中的一种重要方法。
二、石墨烯电池材料的性能研究石墨烯电池材料具有极高的导电性和高比表面积，并有望替代传统锂离子电池中的石墨负极材料和传统电容器中的活性炭等材料。
石墨烯电池材料的优良性质赋予了其在储能方面有着较高的研究价值。
目前，石墨烯电池材料在超级电容器、铅酸电池、锂离子电池和锂硫电池等领域都有广泛的应用。
值得一提的是，在锂离子电池领域，石墨烯材料作为负极材料的电化学性能得到了很好的提升。
石墨烯电池材料的研究工作中，除了制备工艺，石墨烯材料在电池性能中的变化也是研究的重点之一。
一般来说，石墨烯材料的性能表现与其表面形态和结构密切相关，如石墨烯电池材料的比表面积影响其电容性能与能量密度，孔隙大小、密度等因素将影响这些材料的电荷传输和储存性能。
不仅如此，超级电容器中的石墨烯电池材料的电容性能也受到电解液的影响，这包括电解液的缓冲能力、离子浓度以及容积效应等。
三、未来展望石墨烯电池材料的制备和性能方面的研究将会是一个长期的过程。
随着对其导电性、比表面积和电化学性能等方面的深入研究，石墨烯材料在储能领域的应用将会越来越广泛。
锂硫电池：构成、原理和发展趋势分析
锂硫电池：构成、原理和发展趋势分析锂硫电池：构成、原理和发展趋势分析摘要：锂硫电池是一种新兴的二次电池技术，具有高能量密度和优异的环保性能。
本文将首先介绍锂硫电池的构成，包括正负极材料、电解质和隔膜等组成部分。
然后，本文将详细阐述锂硫电池的工作原理，包括反应过程和电化学反应机制。
最后，我们将探讨锂硫电池的发展趋势，包括改善其循环寿命和安全性能，以及提高能量密度和功率密度的关键技术。
1. 引言锂离子电池作为一种主流的二次电池技术，在便携设备和电动汽车等领域得到了广泛应用。
然而，锂离子电池的能量密度有限，无法满足未来高能量密度电源的需求。
锂硫电池作为一种新兴的电池技术，具有较高的能量密度和优异的环保性能，受到了广泛关注。
2. 构成锂硫电池的正极材料为硫（S）或硫化物（如Li2S），负极材料为锂金属（Li）。
锂硫电池的电解质通常为锂盐（如LiTFSI）溶于有机溶剂（如聚合物电解质）。
为了防止正负极直接接触，锂硫电池中还需要添加隔膜材料作为电池的分隔层。
3. 原理锂硫电池的工作原理基于硫与锂之间的化学反应。
当锂硫电池放电时，硫与锂发生反应生成锂硫化物（Li2S）：S + 2Li+ + 2e- → Li2S而在充电过程中，锂硫化物还原为硫：Li2S → S + 2Li+ + 2e-这种反应过程是通过电化学反应实现的，也就是通过在正负极之间引入外部电路来收集和释放电子。
4. 发展趋势尽管锂硫电池具有许多优点，如高能量密度和低成本，但仍存在一些挑战需要解决。
首先，锂硫电池的循环寿命较短，这主要是由于硫的溶解和锂枝晶的形成所引起的。
为了解决这个问题，研究人员提出了各种策略，如界面改性、添加副负极和设计高稳定性的隔膜。
这些方法能够有效地提高锂硫电池的循环寿命。
其次，锂硫电池的安全性也是一个重要的问题。
硫具有高反应活性，易燃易爆，因此锂硫电池在过充放电或高温条件下容易引起安全问题。
为了提高锂硫电池的安全性，研究人员正在开发多种方法，如添加阻燃剂和抑制枝晶生长。
石墨烯在锂离子电池中的应用
220管理及其他M anagement and other石墨烯在锂离子电池中的应用唐 佳（宁德新能源科技有限公司，福建 宁德 352100）摘 要：本文介绍了石墨烯在锂离子电池中的应用，石墨烯作为新型碳材料既可取代石墨负极以提升负极材料的克容量，又可作为导电剂提升正极材料的导电性，也可作为添加剂改善Li-S 等新型电池的膨胀等问题，本文还对石墨烯未来的应用进行了展望。
关键词：石墨烯；锂离子电池；导电剂；添加剂中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）13-0220-2收稿日期：2020-07作者简介：唐佳，女，生于1988年，汉族，湖南衡阳人，博士研究生，工程师，研究方向：负极材料。
1 介绍石墨烯是目前已知最薄和最坚硬的纳米材料。
其强度是钢铁的20倍，且拉伸20%不断裂。
石墨烯的热导性高于碳纳米管和金刚石，其数值高达5300W/m·K。
在常温下，它的电子迁移率高于碳纳米管和硅，其迁移率大于15000cm2/V·s，并且其阻抗只有10-8Ω·m，是世界上阻抗最低的材料。
石墨烯优异的电子迁移率和极低的阻抗为其在锂离子电池中应用提供了可能。
因此，石墨烯在锂离子电池中的应用备受关注[1-3]。
2 石墨烯在负极中的应用石墨烯拥有巨大的比表面积和优异的电性能是其可作为锂离子电池负极材料的关键之一。
锂电池负极材料的主要种类有天然石墨，人造石墨，中间相炭微球及其他类型，其成本约占电芯成本的15%。
是石墨类结构由于其高导电性、稳定的层状结构、锂离子脱嵌性能好等优势成为了首先被应用于锂离子电池的碳负极材料。
但其理论比容量仅为372mAh/g [4]。
而石墨烯除了与石墨相同的层间嵌锂外，由于其巨大的表面积还可以实现锂离子在石墨烯片层两端嵌锂，因此被认为石墨烯的理论容量为740mAh/g，为传统石墨材料的两倍[5]。
Yoo E [6]等以氧化还原法制备石墨烯用于锂离子电池负极材料，实验结果显示首次循环的比容量为540mAh/g，相较石墨容量有明显的提升。
一种锂硫电池的制备方法[发明专利]
![一种锂硫电池的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c580109ddc3383c4bb4cf7ec4afe04a1b171b047.png)
(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201610075890.1(22)申请日 2016.02.03H01M 10/058(2010.01)H01M 4/36(2006.01)H01M 4/38(2006.01)H01M 4/583(2010.01)H01M 4/62(2006.01)H01M 4/13(2010.01)H01M 4/133(2010.01)H01M 4/134(2010.01)H01M 4/139(2010.01)H01M 4/1393(2010.01)H01M 4/1395(2010.01)(71)申请人宁波良能新材料有限公司地址315040 浙江省宁波市江东区中山东路455号(72)发明人宗铭(54)发明名称一种锂硫电池的制备方法(57)摘要本发明涉及一种锂硫电池的制备方法，其中负极材料以质量份数计，由以下原料组合物组成：5-10份稳态锂粉、3-7份碳材料、1份粘结剂和溶剂。
本发明特别选用了稳态锂粉以及炭纳米球、碳纳米管和介孔碳按照质量比为5:2：1混合而成的混合物作为负极中的碳材料制备负极混合浆料，使得该锂硫电池负极材料具有更优异的性能，本发明的制备方法制得的电池表现出较小的阻抗，能有效减弱连续充放电过程中的穿梭效应和枝晶生长，比常规金属锂箔表现出更好的循环性能和倍率性能。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页CN 105552448 A 2016.05.04C N 105552448A1.一种锂硫电池的制备方法，包括以下步骤：步骤1、正极片的制备：以升华硫为正极活性物质、纳米碳纤维和膨胀石墨按照质量比为1:1组合而成的混合物为导电剂、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯亚胺按照体积比为2:1混合而成的混合体系为混合体粘结剂；含硫的正极浆料中的升华硫、纳米碳纤维和膨胀石墨按照质量比为1:1组合而成的导电剂与所述粘结剂的质量比为9:7:1；把混合体粘结剂溶于碳酸丙烯酯（PC）、碳酸甲乙酯（EMC）和聚醚砜（PES）按照体积比为3:2:1混合而成的混合溶剂中制成溶液，其中，按照质量计算，按照固体含量为30%的比例称取溶剂，固体为升华硫、纳米碳纤维和膨胀石墨；再将升华硫与纳米碳纤维和膨胀石墨按照质量比为1:1组合而成的导电剂按质量比混合均匀后，倒入已溶解粘结剂的溶剂中，制作成正极浆料；然后将得到的浆料均匀涂布在泡沫镍集流体；再置于真空干燥箱中干燥，除去溶剂和水分，真空干燥箱中的温度为50℃，干燥时间为10-15h；用刀片将泡沫镍表面的浆料刮除干净，把正极片压平，然后把正极片置于真空干燥箱中再次干燥；步骤2、负极片制备：把稳态锂粉、碳材料和聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯亚胺按照体积比为2:1混合而成的混合体系粘结剂按照质量比称量、以碳酸丙烯酯（PC）、碳酸甲乙酯（EMC）和聚醚砜（PES）按照体积比为3:2:1的混合而成的混合物为溶剂，其中，按照质量计算，按照固体含量为30%的比例称取溶剂，固体为稳态锂粉和碳材料；先把粘结剂溶解于溶剂中，而后把稳态锂粉和碳材料倒入上述溶液中，混合均匀后涂抹于泡沫镍集流体中从而得到负极片；把负极片置于加热片上加热以使溶剂挥发，而后把负极片压平；其中，稳态锂粉、碳材料和粘结剂的质量比为5-10：3-7：1；加热片上加热的温度为70℃，加热时间为8-15h；步骤3、电池组装：使用步骤1制得的正极片和步骤2制得的负极片的组装成锂硫电池。
石墨烯锂电池调研报告
石墨烯调研报告（锂电池方面）石墨烯不仅可以直接用作锂离子电池负极材料，还可以与其它储锂材料复合，以提高电极材料的综合性能。
这主要是由于石墨烯具有超大比表面积2630m2/g，将其与其它储锂材料复合，可以有效地提高其它储锂材料的比表面积，而储锂材料的介入，分布于石墨烯的表面或者片层之间，也大大减少了石墨烯的团聚，可以有效地发挥二者的协同效应。
同时，石墨烯具有优良的电子导电性，将其与其他储锂材料复合后，形成了有效的电子传输网络，从而提高复合材料的电子导电性。
此外，由于石墨烯还具有柔性特质，形成复合材料后会形成多孔结构，增加了电极活性材料与电解液的接触。
基于以上原因，将石墨烯和其它储锂材料复合后，为电极活性材料提供了电子转移和离子传输路径，可有效提高储锂材料的电化学性能。
对sp2的碳质材料经过化学掺杂能显著改善其物理化学特性。
例如，氮掺杂的碳纳米纤维由于含有吡啶氮原子和桥头氮原子而具有金属特性。
氮掺杂是提高碳质材料微观结构和电化学性能的有效方法，理论研究表明氮掺杂可以调节石墨烯的能带结构，导致金属-半导体的转换。
对于氮掺杂石墨烯，连结完好的氮原子可以显著改善其电子性能，提供更多的活性中心，并增强碳质结构和锂离子之间的相互作用，因此可以加速锂离子扩散和转移的动力学反应，有助于电化学性能的提高。
氮掺杂的石墨烯也显示出优异的储锂性能。
但是，碳负极材料在首次充放电过程中不可避免地要与电解液发生反应，即SEI 膜的形成导致碳负极的钝化，从而消耗大量的锂离子，天然石墨电极首次不可逆比容量损失高达50%以上。
石墨烯比石墨具有更大的比表面积，形成更多的SEI 膜，会造成更多的不可逆比容量损失。
因此，优化石墨烯电极的结构和配置，选择适当的电解液组分，确保在电极/电解液界面形成优良的、稳定的SEI膜，是实现碳负极/电解液相容性的关键，对于石墨烯锂电池的应用研究至关重要。
下面主要介绍石墨烯材料在锂电池方面的应用。
1.1石墨烯直接用作锂离子电池负极活性材料在锂离子电池应用方面，石墨烯材料有其独特的优势:(1)石墨烯具有优良的导电和导热特性，本身已具有了良好的电子传输通道，而良好的导热性能也确保了其在使用中的稳定性；(2)石墨烯片层的尺度在微纳米量级，远小于体相石墨,使得Li+在石墨烯片层之间的扩散路径较短；而且片层间距也大于结晶性良好的石墨,更有利于Li+的扩散传输。
第一性原理研究石墨烯在锂硫电池和钠离子电池中的应用
摘要摘要锂离子电池是现代科技的核心技术之一，锂离子电池具有很多优越性能，已在手机、移动充电器等便携式设备中得到了广泛的应用，此外，有望应用到电动汽车、航天航空等其它高新领域。
然而随着社会经济的发展，当前的锂离子电池已经无法满足市场的需求，人们对它的实用性要求越来越高，例如对它的功率、能量密度和充放电速率等性能的要求。
最近，锂-硫电池激起了很多研究者的兴趣，原因是硫具有巨大的比容量（1673 mAhg-1）。
此外，硫是丰富的、廉价的且环境友好的。
同时，锂-硫电）的低电导率（在25℃时的电导率为池的缺点也是明显的，包括长硫链（如S85x10-30 S cm-1）和多硫锂化物的高溶解率（多硫锂化物很容易溶解在电极溶液中，引起活性硫的损耗）。
这些问题限制了锂-硫电池的循环寿命，为了防止锂硫化合物在电解液中的溶解，目前，国际上实验研究主要集中在包含硫的复合碳纳米材料上，如介孔和微孔碳材料，石墨烯和氧化石墨烯，碳纳米管，碳纤维，和空心介孔相材料等。
虽然在不同类型的碳材料的探索上，大家付出了很大努力，但是对其中的微观机制，目前的理解还非常有限。
由于锂资源并不丰富，它的可利用性受到了很大限制。
随着锂离子电池的市场化，原材料价格也相应地提高了，导致成本明显提高。
最近，钠离子电池受到广泛关注。
钠离子电池与锂离子电池原理相似，钠资源丰富，钠离子电池被认为有希望部分代替锂离子电池。
实际研究中，国际上各研究团体发现找到合适的负极材料很困难，原因是钠离子的离子半径(~98-102 pm) 远大于锂离子的半径(76 pm)。
锂与石墨复合可形成稳定的嵌层化合物LiC6，因此石墨可作为一个很好的锂离子电池的负极材料，但是对于钠离子，与石墨复合仅可形成稳定的嵌层化合物NaC64，导致石墨只有~35mAh/g的电容量。
目前，实验上正在探索硬碳、软碳、膨胀石墨等碳材料，希望寻找一种优秀的钠离子负极材料。
在本论文中，针对上面提到的锂、钠离子电池中的两个问题，我们研究了（1）锂硫团簇与石墨烯及缺陷石墨烯的相互作用，（2）钠离子和钠离子团簇在石墨烯及缺陷石墨烯中的存储。
结题报告-石墨烯的制备及其在锂电池中的应用探讨
（创新类项目）结题报告书
图1 GO的红外光谱图
是样品在制作过程中我们拍摄到的XRD衍射图像，图2XRD
图2 GO、GO/S及H-GO/S复合材料XRD图
是我们获得的样品电镜图像。
如图3(a)所示，为纯净氧化石墨烯的
清楚观察到氧化石墨烯的褶皱层状结构。
从图3（b）中可以明显看氧化石墨烯的片层间有小黑点出现，即为纳米硫颗粒。
纳米硫颗粒以结晶态沉积到氧化石墨烯材料中，分散均匀。
）的高倍图中可以更加清晰的看到硫的晶格条纹。
图4 氧化石墨烯/硫复合材料TG分析图
以上是我们对这些产物做的基础表征分析。
除此之外，我们还对产物进行了电化学性能
填表说明
1．本表应填写完整、内容详实、表达准确，认真如实填写表中所列各项。
2．由项目负责人登陆江苏省大学生实践创新训练计划项目平台（网址：/）填报完成。
3.“综合评定”所有栏目为学校“工作负责人”进行勾选。
动力电池Sn负极材料的制备及性能研究的开题报告
动力电池Sn负极材料的制备及性能研究的开题报告一、选题背景随着新能源汽车市场的不断壮大，动力电池作为新能源汽车的重要组成部分，受到了越来越多的关注。
动力电池的正负极材料是关键的技术瓶颈之一，其中负极材料的性能对于电池的高效稳定运行及长寿命极为重要。
目前，动力电池中使用的主要负极材料为石墨和钛酸盐，但这些材料存在容量低、循环寿命短等问题。
近年来，以锡、硅等为主的合金负极材料因其高容量、低成本等特点备受关注，而此类材料中，以锡为基础的合金负极材料最具应用前景。
二、研究目的及意义本课题旨在开展动力电池Sn负极材料的制备及性能研究，探索优化Sn合金材料的结构、性能及电化学性能，为其在动力电池领域的应用提供技术支撑。
通过本研究对Sn合金负极材料的电化学性能进行研究，可以为未来动力电池的改进和优化提供直接的实验和理论基础。
三、研究内容及方法本课题研究内容主要包括以下几个方面：1. Sn合金负极材料的制备方法研究；2. Sn合金负极材料结构与性能的表征及分析；3. Sn合金负极材料的电化学性能研究；4. 对Sn合金负极材料的循环性能及稳定性进行测试。
研究方法主要采用物理化学实验方法，包括合金材料制备、标准电化学测试、微观结构分析及表征分析等。
四、预期结果通过本研究，预期得到以下主要结论：1. 确定Sn合金负极材料的制备工艺，获得具有优异的电化学性能的Sn合金负极材料；2. 分析Sn合金负极材料的结构及性能，探究Sn合金负极材料的优化方案；3. 对Sn合金负极材料的循环性能及稳定性进行测试，评估其在动力电池领域的应用前景。
综合上述研究内容及预期结果，本研究将为动力电池材料研究领域提供新的思路与方法，进一步推动动力电池技术的发展，并为新能源汽车产业的持续发展奠定基础。