石墨烯在锂电池中的应用研究..
石墨烯材料及其锂离子电池中的应用资料
石墨烯材料及其锂离子电池中的应用资料有关石墨烯材料及其锂离子电池中的应用技术，具有较高的原创性
摘要
石墨烯是一种具有突出特性的一维碳纳米材料，由一层厚度仅一个原
子厚的碳原子构成，具有高的抗拉强度、优良的电子导电性能和电子显微
特性。
因其独特的化学和物理性质，石墨烯可以用作电子器件中的探测器、接触层或纳米封装，可以用于高性能电池和其他电子应用。
本文针对石墨
烯材料及其在锂离子电池中的应用，提出了六点研究议题，分别是石墨烯
材料的结构和特性，石墨烯的制备技术，石墨烯在电池正极材料中的应用，石墨烯在电池负极材料中的应用，石墨烯在电池安全膜中的应用，以及石
墨烯和锂离子电池的发展趋势。
从结构和特性方面，石墨烯具有单原子厚度、高温稳定性、高抗拉强度、优良的电子导电性能和电子显微特性，作
为电池正极、负极材料和安全膜时能够提高电池的安全性、耐久性和性能。
通过综述国内外最新研究成果，以石墨烯材料改进的锂离子电池可以达到
高容量、快速充电、低温性能好等优良性能。
本文最后探讨了石墨烯和锂
离子电池的未来发展趋势，提出了一些发展方向，以及技术和产业应用潜
力的展望。
石墨烯在锂离子电池负极材料中的应用
石墨烯在锂离子电池负极材料中的应用摘要：随着近几年石墨烯的研究进展，在复合材料领域石墨烯扮演的角色越来越重要。
随着科技的发展，锂离子电池应用的范围越来越广。
负极材料作为锂离子电池重要部分，越来越多的被人们研究开发。
基于此，文章就锂离子电池负极材料中石墨烯的应用加以分析和探讨。
关键词：锂离子电池；负极材料；石墨烯随着科技的发展，锂电池凭借高电压、高能量密度、良好的循环性能、低自放电等突出优势在人们生活中的应用越来越广泛。
在锂离子电池中电位比较低的一端叫负极，在原电池中起氧化作用。
锂电池中负极所需要的材料为负极材料。
根据实际生产中锂离子电池生产成本核算，负极材料成本约占比锂电池总成本的1/4~1/3，因此负极材料的研究至关重要。
一、什么是石墨烯石墨烯是由单层碳原子排列成六边形晶格而形成的一种异形体。
自然界中有许多它的“同胞兄弟”如石墨、钻石、碳、碳纳米管。
这些都是碳的其他异形体。
石墨烯他的化学结构很简单，作为一种新型的材料，将会变得极其容易获得，不会像之前难以获得的材料那么昂贵，这将会使价格变得低廉，也让人们更容易所接受。
再说它的空间结构，它的形状是一种类似足球比赛中守门员的球网，是一种薄膜，是一种六角型晶格平面的薄膜，是一种只有一个碳原子的厚度二维材料，是一种新型的、坚固的二维材料，这就区别了和三维材料的区别，在后面我们会说出石墨烯也是可以由二维材料变成三维材料的。
石墨烯具有一些不同于其他材料的一些特性，他是最坚固的材料，它能传导热量和电能，它几乎是透明的。
所以相较于之前用于储能材料，和用于光电催化方面的材料，石墨烯具有着一些得天独厚的优势，也意味这在这些方面上，石墨烯将会得到更为广泛的使用。
二、石墨烯的制备技术目前我们国家在研究石墨烯生产方法时主要有两个方向，分别是物理法制备和化学法制备。
利用微机械剥离法能够得到高质量的石墨烯，但是由于此种方法处理出来的石墨烯通常尺寸较小，应用范围不广阔因此并不适合大规模生产，目前比较适用的还是化学方法，化学方法总共分为两种，一种是化学气象沉积法，这种方法通常是用Ni，Ru等一些过度金属来做基底，在利用甲烷和乙烯等一些小分子来高温气态的条件下发生一些化学反映，在基底层可以生长出石墨烯，这种方法目前主要用来制备墨烯薄膜，但是由于使用过渡金属作为基底，成本相对比较高。
石墨烯在锂离子电池中应用
Abstract
Graphene is a tw o dim ensio nal m at erial only m ade of carbon at om s. Due t o it s
墨烯制备和研究方面的开创性工作获得了 2010 年的诺贝尔物理学奖 . 关键词 石墨烯 ; 诺贝尔奖; 量子霍尔效应; 狄拉克费米子
GRAPHENE: A NEW QUANTUM MATERIAL
Zhang Yi
( In st itu t e of Physics , Ch ines e A cademy of Sciences, Beijin g 100190)
[ 2, 3]
狄拉克费米子行为
. 这种奇特的狄拉克费米子
之前从未在真实的材料中发现 , 而仅仅在理论上 被理论物理学家讨论过 . 石墨烯各种新奇的物理 特性已引起了科学界的广泛关注 . 首次在实验上 制备出石墨烯的两位俄裔英国科学家也因此获得 2010 年度的诺贝尔物理学奖[ 4] .
2 物理与工程 V ol. 21
unique t w o dimensio nal honey com b lat t ice st ruct ur e, Dirac ferm io n s behavior of carriers, and ot her ex ot ic physical charact erist ics, graphene has at tr act ed ex t ensiv e at t ent ion r ecent ly. Graphene also prom ises f or applications in many f ields such as elect ro nicd, info rmat ion technolog y, energ y co nvert ion. Because of t he pioneering w ork in prepar at ion and charact er izat ion o f graphene, A. K. Geim and K. S. Nov oselov , t he U niversit y of M anchest er shared No bel Prize in P hy sics in 2010. Key Words Graphene; Nobel P rize; Quant um H al l eff ect ; Dirac fert mon 过机械剥离的方法制得了石墨烯 , 发现它在大气 1 介绍 晶体管于 1947 年 12 月发明, 它开创了 现代 的半导体工业, 是计算机信息技术的基石 . 随着人 们对计算速度和性能的不断追求 , 传统半导 体器 件尺寸的不断缩小并已经到达了瓶颈 . 人们 急需 具有更快的电子输运和更精确的电子操纵的新材 料来实 现未 来高 速 高效 电子 器件 的应 用. 2004 年, 曼彻斯特大学的康斯 坦丁 诺沃 肖洛夫 ( K. S. No voselov ) 和安德烈 海姆 ( A. K. Geim ) 通 和室温环境下具有稳定的结构 , 并且具有极大的 场效应和极高 的载 流子 迁移 率 ( ~ 15 000cm 2 V- 1 s- 1 ) [ 1] . 之后又发现其载流子表现出独特的
石墨烯锂离子电池负极材料专利技术分析
石墨烯锂离子电池负极材料专利技术分析
从专利技术的数量上来看，石墨烯锂离子电池负极材料的专利数量逐年递增。
越来越多的科研人员和企业开始关注石墨烯的应用于锂离子电池领域。
这反映出石墨烯作为锂离子电池负极材料的研究和开发正在迅速发展。
从专利技术的研究方向上来看，目前主要集中在改进石墨烯负极材料的导电性和循环稳定性。
对于导电性的改进，石墨烯的高导电性使其成为一种理想的负极材料。
目前的专利技术主要围绕着提高石墨烯的导电性能，从而提高电池的功率密度和循环性能。
有些专利通过改变石墨烯的结构或添加其他导电剂来提高导电性能。
一种专利技术提出了一种利用聚苯乙烯包裹石墨烯微片提高锂离子电池负极性能的方法。
这种方法通过在石墨烯表面包裹聚苯乙烯，形成一层保护膜，有效提高了石墨烯的导电性能。
另一个方向是改进石墨烯负极材料的循环稳定性。
锂离子电池的循环稳定性是其长寿命和高性能的关键。
目前的专利技术主要集中在石墨烯和其他材料复合的研究上，以提高材料的循环稳定性。
一种专利技术提出了一种石墨烯和磷酸铁锂复合材料制备方法。
通过将石墨烯和磷酸铁锂进行复合，可以提高材料的循环稳定性和倍率性能。
还有一些专利技术关注石墨烯与其他材料的协同作用。
一种专利技术提出了一种利用石墨烯和碳纳米管复合材料的锂离子电池负极制备方法。
这种复合材料不仅具备石墨烯的高导电性和强机械性能，还具备碳纳米管的高比表面积和电容性能，从而可以改善电池的循环稳定性和倍率性能。
石墨烯及其复合材料在锂离子电池中的应用
石墨烯及其复合材料在锂离子电池中的应用1 石墨烯的性质及应用概述石墨烯是一种由碳原子组成的薄薄的层状物质，其单层厚度只有一个碳原子层厚度，具有高强度、高导电性、高热导率、高透明度等特点，被誉为“二十一世纪的黑金”。
石墨烯的这些特性使其在许多领域有着广泛的应用，从电子学、能源、催化、生物医学到材料学等等领域均有涉及。
2 石墨烯在锂离子电池中的应用锂离子电池是目前使用较为广泛的一种二次电池，能够在多种场合应用。
石墨烯在锂离子电池中的应用主要为改善电池的性能、延长电池的使用寿命以及减少电池的体积和重量等方面。
具体的应用包括以下几个方面：2.1 石墨烯作为锂离子电池的电极材料石墨烯作为一种优良的导电材料，可以作为锂离子电池的电极材料，既可以作为负极材料，也可以作为正极材料。
在负极材料方面，石墨烯的高表面积和导电性能可以增加电池的容量、循环寿命和充电速度等性能。
在正极材料方面，石墨烯可以提高电池的能量密度、循环寿命和充电速度等性能。
此外，石墨烯还可以作为一种电极材料增强剂，与其它材料复合使用，使电池整体性能更优秀。
2.2 石墨烯复合材料在锂离子电池中的应用除了单独使用石墨烯作为电池的电极材料外，还可以将石墨烯与其它材料复合使用，以改善锂离子电池的性能。
例如，石墨烯/二氧化钛复合材料可以提高电池的充电容量和循环寿命；石墨烯/硅复合材料可以减轻电池的体积和重量；石墨烯/氧化铁复合材料可以提高电池的容量和循环寿命。
石墨烯作为一种材料增强剂，它的加入可以增加复合材料的强度和稳定性，从而提高电池的使用寿命和性能。
2.3 石墨烯纳米复合材料在锂离子电池中的应用除了常规的石墨烯复合材料外，石墨烯纳米复合材料在锂离子电池中也具有潜在的应用前景。
石墨烯颗粒的尺寸十分微小，因此具有较大的比表面积和可控的晶格结构，这使得它能够与其它材料充分结合，形成具有优异性能的纳米复合材料。
石墨烯纳米复合材料可以提高电极材料的比表面积、电子传输速率和离子反应速率等性能，从而大幅度提高锂离子电池的容量、循环寿命和充电速度等性能。
石墨烯在电池电极中的运用
课题名称：石墨烯在电池电极中的运用石墨烯在电池电极中是运用【摘要】石墨烯是指从石墨上剥离出来是一层石墨薄片。
到如今为止，只有一种单个原子是厚度是最薄是。
那就是二维纳米碳材料，它是最基本是重复单元是有机化学中最稳定是苯环结构。
其中石墨烯具有许多优良是特性,比如厚度薄重量轻,具有高导电性和导热性,较高是载流子迁移率,还有自由电子空间移动,强度高等,因此,快速崛起是材料科学和凝聚态物理领域是一颗新星在许多方面具有优良是应用前景,比如纳米电子设备、催化剂、电池、电容器、光电设备、还有新型复合材料和传感材料。
【关键词】石墨烯还原氧化锂离子电池一、介绍碳是构成自然界中物质是基本元素之一，同时在人类是发展史中也扮演了重要是角色。
列如金刚石是为人类所熟知是单晶碳。
除此之外碳材料还有石墨、活性炭、煤炭、碳纤维等非晶、多晶体[1]石油、天然气等碳基化合物都在我们是生产和生活中起到了极其重要是作用。
碳是同素异形体包括墨、金刚石、碳纳米管、富勒烯以及2004年被发现是石墨烯。
目前因为石墨烯优异是性能所体现出是宽广应用前景，人们对石墨烯是研究及应用正在逐步深入。
石墨烯简介石墨烯是一种从石墨上剥离出来是单层石墨薄片。
它只有一个原子是厚度，是迄今为止发现是最薄是二维纳米碳材料。
它最基本是重复单元就是最稳定是有机化学。
2混合六元环结构。
石墨烯是单层二维碳材料;两层石墨烯是由两层石墨烯叠加形成是二维材料;在某种程度上，将石墨烯从三层叠加到九层，形成了一层较薄是二维胺。
材料。
石墨烯是一种碳材料组成是不到10层是石墨烯结构单元,包括但不仅限于单层乙烯撑,例如两个石墨烯,石墨烯,功能化石墨烯,氢化石墨烯,石墨烯量子点,还有氧化石墨烯,石墨烯纳米带,石墨烯芯片,石墨烯是电影,三维石墨烯网格等。
目前为止国内市场上生产是石墨烯可以大致分为两类，一种是石墨烯薄膜，另一类是由多层石墨烯组成是微芯片。
石墨烯是性能:石墨烯具有许多优异是性能。
比如石墨烯是厚度可以达到0.34nm，理论表面积为2630m2 / g石墨烯，所以具有较高是强度，刚度和韧性。
石墨烯在锂离子电池负极材料中的应用研究进展
石墨烯在锂离子电池负极材料中的应用研究进展结合当前利用石墨烯材料特殊二维结构、优良物理化学特性来改善锂离子电池较低能量密度、较差循环性能等缺陷的研究热点，综述石墨烯材料及石墨烯复合材料在锂离子电池负极材料中的应用研究进展，指出现有电极材料的缺陷和不足，讨论作为锂离子电池电极的石墨烯复合材料结构与功能调控的重要性，并简要评述石墨烯在相关领域中所面临的挑战和发展前景。
标签：石墨烯;锂离子电池;负极材料石墨烯是一种结构独特并且性能优异的新型材料，它是由碳原子以sp2杂化连接的单原子层二维蜂窝状结构，被认为是富勒烯、碳纳米管和石墨的基本结构单元[1，2]。
由于石墨烯具有高导电性、高导热性、高比表面积、高强度和刚度等诸多优良特性，在储能、光电器件、化学催化等诸多领域获得了广泛的应用，特别是在未来实现基于石墨烯材料的高能量密度、高功率密度应用有着非常重要的理论和工程价值。
理想的石墨烯是真正的表面性固体，其所有碳原子均暴露在表面，具有用作锂离子电池负极材料的独特优势：（1）石墨烯具有超大的比表面积，比表面积的增大可以降低电池极化，减少电池因极化造成的能量损失。
（2）石墨烯具有优良的导电和导热特性，即本身已具有了良好的电子传输通道，而良好的导热性确保了其在使用中的稳定性。
（3）在聚集形成的宏观电极材料中，石墨烯片层的尺度在微纳米量级，远小于体相石墨的，这使得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。
因此，石墨烯基电极材料同时具有良好的电子传输通道和离子传输通道，非常有利于锂离子电池功率性能的提高。
1 石墨烯直接作为锂离子电池负极材料商业化锂离子电池石墨负极的理论容量为372 mAh/g。
为实现锂离子电池的高功率密度和高能量密度，提高锂离子电池负极材料的容量是一个关键性问题。
无序或比表面积高的热还原石墨烯材料具有大量的微孔缺陷，能够提高可逆储锂容量。
因此，相对石墨材料，石墨烯的储锂优点有：（1）高比容量：锂离子在石墨烯中具有非化学计量比的嵌入?脱嵌，比容量可达到700～2000 mAh/g，远超过石墨材料的理论比容量372 mAh/g（LiC6）;（2）高充放电速率：多层石墨烯材料的面内结构与石墨的相同，但其层间距离要明显大于石墨的层间距，因而更有利于锂离子的快速嵌入和脱嵌。
石墨烯材料在锂离子电池中的应用
石墨烯材料在锂离子电池中的应用
石墨烯材料可以作为锂离子电池的负极材料。
传统锂离子电池的负极材料常采用石墨材料，但其容量有限，存在容量衰减和安全问题。
石墨烯材料由于其独特的二维结构和高度导电性，可以提供更高的比容量和更好的循环性能。
石墨烯负极还可以通过调控多孔结构增加锂离子的扩散速度，提高电池放电性能。
石墨烯材料还可用于锂离子电池的电解液中。
电解液是锂离子电池中起着电荷传递和离子输运的关键作用的部分。
加入石墨烯材料可以改善电解液的电导率、离子传输速率和电池的循环寿命。
石墨烯通过其高度的表面积和化学活性，可以增加电解液中锂离子与电解液的接触面积，提高离子的扩散速度和电池的性能。
石墨烯材料在锂离子电池中具有重要的应用潜力。
通过其优异的电化学性能和结构特性，石墨烯可以提高锂离子电池的能量密度、循环性能和安全性，为锂离子电池的进一步发展和应用提供了新的可能。
《2024年基于石墨烯的锂离子电池负极材料的研究》范文
《基于石墨烯的锂离子电池负极材料的研究》篇一一、引言随着科技的发展和人们生活水平的提高，对于高性能电池的需求愈发强烈。
在众多的电池技术中，锂离子电池因其高能量密度、无记忆效应和长寿命等优点被广泛地应用在移动电子设备、电动汽车和可再生能源存储系统中。
然而，传统的锂离子电池的负极材料仍面临诸多挑战，如能量密度不足、充放电速度慢等问题。
为此，对新型负极材料的研究成为了科研领域的热点。
其中，基于石墨烯的锂离子电池负极材料因其卓越的电化学性能和物理特性，正逐渐成为研究的焦点。
二、石墨烯及其在锂离子电池负极材料中的应用石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有优异的导电性、高比表面积和出色的机械强度。
这些特性使得石墨烯在锂离子电池负极材料中具有巨大的应用潜力。
在锂离子电池中，负极材料的主要功能是存储锂离子。
通过将石墨烯作为负极材料或与其他材料复合，可以提高电池的充放电性能和能量密度。
三、基于石墨烯的锂离子电池负极材料的制备与研究（一）制备方法目前，制备基于石墨烯的锂离子电池负极材料的方法主要包括化学气相沉积法、液相剥离法、还原氧化石墨烯法等。
其中，液相剥离法因工艺简单、成本低廉、适合大规模生产等特点受到广泛关注。
通过选择合适的分散剂和溶剂，可以在液相环境中将石墨烯剥离成单层或几层结构，从而实现规模化生产。
（二）复合材料研究为了进一步提高石墨烯负极材料的性能，研究者们通过将石墨烯与其他材料（如硅基材料、金属氧化物等）进行复合。
这种复合材料可以充分利用各组分的优点，实现性能的互补和优化。
例如，硅基材料具有较高的容量，但充放电过程中体积效应明显；而石墨烯的高导电性和高比表面积可以有效地缓解这一体积效应，从而提高电池的循环性能和充放电速度。
（三）性能研究基于石墨烯的锂离子电池负极材料具有较高的首次放电容量、良好的循环性能和优异的倍率性能。
这得益于石墨烯的高导电性、高比表面积以及与其他材料的良好复合效果。
此外，这种负极材料还具有优异的热稳定性和安全性，能够满足电动汽车等应用领域对电池的高要求。
石墨烯在锂离子电池中的应用研究
石墨烯在锂离子电池中的应用研究石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维材料，具有优异的导电和导热性能，透明性强，并且具有强大的力学韧性。
这些特性使得石墨烯在科学研究和各种应用领域都备受关注。
近年来，石墨烯在锂离子电池领域的应用也越来越受到重视。
本文将介绍石墨烯在锂离子电池中的应用研究进展。
一、石墨烯作为锂离子电池的电极材料目前，石墨烯主要应用于锂离子电池的电极材料中。
众所周知，锂离子电池的电极材料主要分为负极材料和正极材料。
石墨烯作为电池负极材料，具有以下优点：1.高比表面积：石墨烯可以实现单层碳原子的紧密排列，形成大量的微小孔隙和高表面积，这不仅可以提高电极表面容量，而且可以增加锂离子的扩散速度，提高电池的性能。
2.良好的电导性：石墨烯具有高导电性，能够提供良好的电子传输和电荷存储，减少电极内阻，从而提高电池的输出功率。
3.优异的力学性能：石墨烯的组成结构可以保持相对稳定，即使在长时间循环充放电的过程中也能保持结构完整性，从而延长电池的使用寿命。
虽然石墨烯作为电极材料具有许多优点，但是它也面临着一些挑战。
例如，石墨烯的制备和应用成本较高，需要进一步降低成本才能实现大规模商业化应用。
二、石墨烯增强锂离子电池正极材料除了作为负极材料，石墨烯中的碳纳米管和颗粒可以作为锂离子电池正极材料的补充，以增加其性能。
石墨烯包覆的锂离子电池正极材料可以提高锂离子的扩散速度和电池的能量密度。
石墨烯与锂离子电池正极材料的结合还可以降低电极材料的体积变化率，延长电池的使用寿命。
三、未来展望目前，石墨烯在锂离子电池领域的研究还处于起步阶段。
随着石墨烯技术的不断发展和成熟，石墨烯在锂离子电池领域的应用前景非常广阔。
未来，石墨烯技术还有许多发展空间，例如开发更经济实用的制备方法，探索更广泛的应用领域。
总之，石墨烯在锂离子电池中的应用研究为电池的性能和寿命提供了新的提升方案。
虽然存在一些挑战和难点，但是未来的发展和探索将为锂离子电池技术的进一步提升提供新的解决方案。
石墨烯制备及其在锂离子电池负极中的应用研究
石墨烯制备及其在锂离子电池负极中的应用研究石墨烯，这个名字听起来就很高大上，好像是一种神秘的材料。
其实，它就是一种非常薄的碳片，厚度只有一层原子那么薄！但是，它却有着很多神奇的用途，尤其是在锂离子电池负极中的应用研究。
让我们来了解一下什么是锂离子电池。
锂离子电池是一种充电时能够将化学能转化为电能的装置。
它的正极是由锂钴酸盐或锂铁磷酸盐等材料制成的，而负极则是由石墨烯制成的。
那么，为什么石墨烯会成为锂离子电池负极的理想材料呢？这就要说到石墨烯的特点了。
石墨烯是一种非常薄的碳片，而且它的结构非常特殊，只有一个碳原子厚的二维平面结构。
这种结构使得石墨烯具有很多独特的性质，比如说导电性非常好、硬度很高、重量很轻等等。
这些性质使得石墨烯成为了一种非常理想的锂离子电池负极材料。
接下来，我们来看看石墨烯制备的过程。
制备石墨烯的方法有很多种，其中比较常用的是机械剥离法和化学气相沉积法。
机械剥离法是利用高真空度和外力将石墨薄片剥离下来；而化学气相沉积法则是通过化学反应在基底上沉积出石墨烯。
无论采用哪种方法，都需要经过多道工序才能得到高质量的石墨烯。
现在，我们已经知道了石墨烯的特点和制备方法，下面就来看看它在锂离子电池负极中的应用研究吧！研究表明，将石墨烯作为锂离子电池负极材料可以大大提高电池的能量密度和循环寿命。
这是因为石墨烯的高导电性和高比表面积可以加快电子传输速度和物质交换速率，从而提高了电池的性能。
由于石墨烯的硬度很高，所以即使在充放电过程中也不会发生形变或破裂的情况，从而保证了电池的安全性和稳定性。
石墨烯作为一种新型的材料，具有很多独特的性质和应用潜力。
在未来的发展中，相信它会在各个领域都发挥重要作用！。
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。
石墨烯材料及其锂离子电池中的应用
石墨烯材料及其锂离子电池中的应用石墨烯是一种由碳原子单层排列而成的二维材料，具有很多出色的性质，如高导电性、高热导性、高拉伸强度和超薄透明性。
这使得石墨烯在很多领域中有着广泛的应用，其中之一就是锂离子电池。
锂离子电池是目前最常用的可充电电池之一，主要用于手机、电动车等便携设备中。
石墨烯在锂离子电池中的应用主要集中在负极材料和电解液增塑剂方面。
首先，石墨烯可以作为锂离子电池负极材料的添加剂。
传统的锂离子电池负极材料是石墨，但石墨烯的引入可以显著提高电池的性能。
石墨烯具有高导电性和高化学稳定性，可以增加负极材料的电子传导性和储存锂离子能力。
此外，石墨烯还可以提高电池的循环寿命和安全性能，减少电池在充放电过程中的容量衰减和短路的风险。
另外，石墨烯可以作为锂离子电池电解液的增塑剂。
锂离子电池的电解液通常使用有机溶剂，但这些有机溶剂在高温下易燃易爆，降低了电池的安全性能。
石墨烯可以作为增塑剂添加到电解液中，提高电解液的热稳定性和安全性。
此外，石墨烯还可以增加电解液的离子传导性能，提高电池的充放电速率和功率密度。
除了在锂离子电池中的应用，石墨烯还有其他很多潜在的应用领域。
例如，石墨烯可以用于超级电容器，其高电导性和大表面积有助于提高超级电容器的能量密度和充放电速率。
石墨烯还可以用于传感器领域，其高灵敏度和速度可以用于气体、湿度和压力等传感器的制备。
此外，石墨烯也可以应用于光电子学、催化和材料强化等领域。
总结起来，石墨烯在锂离子电池中的应用主要包括负极材料的添加剂和电解液的增塑剂。
石墨烯的引入可以提高电池的性能、循环寿命和安全性能。
除了锂离子电池，石墨烯还有许多其他潜在的应用领域，这使得石墨烯成为当前材料科学研究的热点之一、随着石墨烯技术的进一步发展和成熟，相信其在各个领域中的应用前景将会更加广阔。
石墨烯材料在锂离子电池中的应用
石墨烯材料在锂离子电池中的应用【摘要】石墨烯是一种具有单层碳原子排列的二维材料，具有优异的导电性和导热性。
锂离子电池是目前广泛应用于电子产品和电动车中的能量存储设备。
石墨烯在锂离子电池中可以提高电池的性能、循环寿命和安全性。
最新研究成果表明，石墨烯可以有效提高电池的能量密度和充放电速率。
未来，石墨烯在锂离子电池中的应用仍有很大潜力，可以进一步改善电池的性能和稳定性。
石墨烯材料在锂离子电池中具有重要的应用前景，对未来电池技术的发展将产生重要影响。
.【关键词】石墨烯材料、锂离子电池、电池性能、循环寿命、安全性、研究成果、发展方向、重要性、应用前景、技术发展、影响。
1. 引言1.1 什么是石墨烯材料石墨烯是一种由碳原子单层构成的二维材料，具有独特的结构和性质。
其结构类似于蜂窝状排列的碳原子，形成了一个具有极高强度和导电性的结构。
石墨烯的厚度仅为一个原子层，因此被认为是目前已知最薄的材料之一。
由于其独特的二维结构，石墨烯表现出许多非常特殊的性质，如超高的电导率、热导率和机械强度。
石墨烯还具有很高的表面积和可调控的化学性质，使其成为研究和应用领域的热门材料。
石墨烯的发现和研究在2004年由诺贝尔奖得主安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃索洛夫领导的团队首次成功剥离出石墨烯单层，并证实了其独特性质。
自此以后，石墨烯材料在各个领域的应用研究得到了快速发展，特别是在电子学、光学、能源储存等领域展现出了广阔的应用前景。
在能源存储和转换领域，石墨烯材料的应用已经引起了越来越多的关注，特别是在锂离子电池中的应用潜力备受瞩目。
1.2 什么是锂离子电池锂离子电池是一种以锂离子作为电荷载体的可充电电池。
它是一种高效、轻便的能量存储设备，常见于我们生活中的移动设备如手机、笔记本电脑等。
锂离子电池的工作原理是通过锂离子在正极和负极之间来回移动，从而释放能量或者吸收能量。
在充电过程中，锂离子从正极向负极移动，电池储存能量；在放电过程中，锂离子从负极向正极移动，释放能量驱动设备运行。
基于石墨烯的锂离子电池负极材料研究进展
基于石墨烯的锂离子电池负极材料研究进展院系：材料科学系专业：材料学姓名：雷冰冰学号：14210300023基于石墨烯的锂离子电池负极材料研究进展摘要：锂离子电池因其质量轻、能量密度大、安全的优点，广泛应用于便携式电子设备领域，逐步成为了应用最佳和最有发展前途的能源。
为了进一步提高锂离子电池的能量密度、循环寿命，需要进一步开发新的负极材料。
由于石墨烯具有优越的导电性、超高的比表面积和很好的机械强度等特点, 其在锂离子电池负极材料方面显示出潜在的应用前景[1]。
本文综述了目前世界上对于基于石墨烯材料的锂离子电池负极材料的研究现状。
并对现有研究存在的不足做出了评价和预测了未来的研究方向。
关键词：锂离子电池；负极材料；石墨烯前言：相比其他可充二次电池，锂离子电池中具有高的比容量、相对低的自放电、长的循环寿命和小的环境污染等优点，被广泛应用于便携式电子设备中。
近几年能源环境问题及世界各国发展电动车的需求，因此迫切需要开发更高能量密度(高比容量)、更高功率密度(高的倍率性能)和更长循环寿命(优越的循环性能)的锂离子电池。
锂离子电池电化学性能的提高关键因素在于其正负极材料的提升。
目前，商业化的锂离子电池负极材料石墨具有理论比容量低(372 mAhg-1)和锂离子传输系数低(10-7~10-10cm2s-1)等缺点严重限制了锂离子电池性能的进一步提升。
因此，开发设计高比容量、高倍率性能和优越循环性能的新型锂离子电池负极材料至关重要。
新型纳米碳材料-石墨烯具有优异的导电性、超高的比表面积和很好的机械强度等优点，被认为是最有潜力的锂离子电池负极材料[2]。
是当前科学领域研究的热点。
但是，石墨烯纳米片层之间由于范德华力作用容易发生堆积或团聚等问题，并且常用的化学合成法得到的石墨烯一般具有较多的残余含氧官能团；这些因素都会影响石墨烯作为负极材料的循环性能和倍率性能。
因此，对石墨烯材料的结构改进、表面官能团改性以及运用掺杂、复合等手段来改进石墨烯作为锂离子电池负极材料的研究是当今的热点。
石墨烯在锂离子电池电极材料中的应用
石墨烯在锂离子电池电极材料中的应用沈文卓;郭守武【摘要】随着电子产品的普及,对锂离子电池的可逆容量、倍率充放电能力和循环稳定性提出了更高的要求.石墨烯由于其独特的电子共轭态和单一的原子层结构,具有优越的电子迁移性、大的表面积和良好的热和化学稳定性.因此,众多研究者致力于借助石墨烯的独有特性来改善锂离子电池正极和负极材料的综合电化学性能.本文对石墨烯在锂离子电池正负极材料中的应用情况以及面临的主要问题做了简要综述.%It is challenging to develop lithium ion batteries (LIBs) possessing simultaneously large reversible capacity,high rate capability,and good cycling stability.Graphene sheets,owing to the unique electronic conjugate state within the basal plane and also the single atomic layered morphology,have superior electronic mobility,large surface area,and decent thermal and chemical stability.Hence,many works have been devoted to the improvements of the cathode and anode materials with graphene.In the work,the achievements and the main problem in the area are overviewed.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2017(036)009【总页数】4页(P79-82)【关键词】石墨烯;正极材料;综述;负极材料;电化学性能;锂离子电池【作者】沈文卓;郭守武【作者单位】上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200240;上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】O613.71与其他种类的二次电池相比，锂离子电池具有高能量密度、高电压、无记忆效应、低自放电率等优点[1-2]，在日用电子产品（如手机、手提电脑、摄像机、电玩）、电动汽车(EV/PHEV/HEV)以及储能电站等领域得到普遍应用。
石墨烯在锂电池行业应用发展浅析
石墨烯在锂电池行业应用发展浅析石墨烯是一种具有特殊结构的纳米材料，它是由单层碳原子以六边形结构构成的二维晶体。
由于其特殊的物理、化学及电学特性，石墨烯被广泛应用于各个领域，包括能源存储与转换领域的锂电池。
1.提高锂电池的电容量：石墨烯作为锂电池负极材料的添加剂，能够显著提高锂离子在负极材料中的嵌入/脱嵌效率，进而提高锂电池的电容量。
石墨烯的高导电性和大比表面积可以增加锂离子在负极材料中的扩散速率，从而提高电池的充放电性能。
2.提高锂电池的循环寿命：锂电池在反复充放电过程中，极材料会发生结构破坏和粉化，导致循环寿命下降。
石墨烯作为添加剂可以有效抑制极材料的结构破坏，增强其稳定性，从而延长锂电池的循环寿命。
3.提高锂电池的快速充放电性能：石墨烯具有极高的电子迁移率和较低的电阻，这种特性使得石墨烯成为提高锂电池快速充放电性能的理想材料。
石墨烯的导电性和快速电荷传输能力可以实现锂电池快速充电，同时也可以提高电池在高功率耗散下的放电性能。
4.提高锂电池的安全性能：锂电池的安全性问题一直是制约其大规模应用的关键因素之一、石墨烯作为锂电池阳极材料的添加剂，能够提高电池的热稳定性，降低电池的过热和起火的风险。
尽管石墨烯在锂电池行业的应用发展前景广阔，但目前仍面临一些挑战和问题。
首先，石墨烯的大规模制备成本较高，且生产过程中难以实现规模化生产。
其次，石墨烯的稳定性较差，在锂电池中容易发生剥离和聚集现象，降低了其应用效果。
此外，石墨烯与锂离子之间的相互作用机制还需要进一步研究和理解。
综上所述，石墨烯在锂电池行业的应用发展前景广阔，有望改善锂电池的电容量、循环寿命、快速充放电性能和安全性能。
未来的研究重点应该放在石墨烯大规模制备技术的研发、石墨烯与锂离子之间的相互作用机制的解析以及石墨烯与其他功能材料的协同效应等方面。
通过进一步的研究和开发，石墨烯有望成为锂电池领域的重要创新材料。
石墨烯及其复合材料在锂离子电池中的应用
石墨烯及其复合材料在锂离子电池中的应用一、简介锂离子电池作为一种重要的能量存储装置，在电子设备、电动车等领域得到了广泛应用。
然而，传统的锂离子电池在能量密度、循环寿命等方面还存在一些问题。
因此，寻找新的电池材料以提高锂离子电池的性能成为了科研工作者的主要研究方向之一。
石墨烯及其复合材料由于其独特的结构和优越的性能，成为了锂离子电池领域的热门研究方向。
二、石墨烯在锂离子电池中的应用2.1 石墨烯作为电极材料石墨烯具有极高的导电性和较大的比表面积，可以作为锂离子电池的电极材料。
石墨烯电极具有高能量密度、高功率密度以及良好的循环稳定性。
石墨烯的导电性可以使得电池具有更高的充电速率和放电速率，提高电池的功率密度。
同时，石墨烯的大比表面积可以增加电极与电解液之间的接触面积，提高电池的能量密度。
因此，石墨烯在锂离子电池中有着广泛的应用前景。
2.2 石墨烯包覆材料石墨烯可以用作包覆材料，将其包覆在锂离子电池的正极或负极材料表面。
石墨烯的包覆可以有效提高电极材料的导电性和循环稳定性。
例如，将石墨烯包覆在锂离子电池的钴酸锂正极材料表面，可以提高电池的循环寿命和容量保持率。
石墨烯包覆还可以解决一些电极材料的体积膨胀问题，提高电池的循环稳定性。
三、石墨烯复合材料在锂离子电池中的应用3.1 石墨烯复合正极材料石墨烯可以与金属氧化物、碳酸盐等材料形成复合材料，用作锂离子电池的正极材料。
石墨烯复合正极材料具有较高的比容量和循环寿命。
石墨烯可以提高正极材料的导电性和离子传导性，改善电池的性能。
因此，石墨烯复合正极材料在锂离子电池中有着广泛的应用前景。
3.2 石墨烯复合负极材料石墨烯可以与硅、锂钛酸等材料形成复合材料，用作锂离子电池的负极材料。
石墨烯复合负极材料具有较高的比容量和循环寿命。
石墨烯可以提高负极材料的导电性和离子传导性，改善电池的性能。
石墨烯还可以缓解负极材料的体积膨胀问题，提高电池的循环稳定性。
3.3 石墨烯复合电解液石墨烯可以与电解液中的添加剂形成复合材料，用于改善电解液的性能。
石墨烯在锂电池中的应用研究
石墨烯在锂电池中的应用研究石墨烯是一种由碳原子组成的二维晶体材料，具有出色的导电性、热导性、机械强度和化学稳定性。
由于其优异的性能，石墨烯在各个领域都引起了广泛的研究兴趣。
在锂电池领域，石墨烯也被认为是一种有潜力的材料，可用于提高锂电池的性能和稳定性。
首先，石墨烯可以作为锂离子电池负极材料来替代传统的石墨材料。
石墨烯具有高电导率和大的比表面积，使其具有优异的电化学性能。
相比传统石墨材料，石墨烯具有更高的锂离子嵌入/脱嵌容量和更快的离子传输速率。
因此，利用石墨烯作为负极材料可以提高锂离子电池的容量和循环寿命。
其次，石墨烯可用作锂离子电池正极材料的添加剂。
石墨烯的加入可以改善正极材料的电化学性能，如提高材料的电导率、缓解电极材料和电解液之间的应力差异以及提高电极材料的稳定性。
同时，石墨烯还可以增加电极材料的比表面积，提供更多的嵌锂位点，从而提高锂离子电池的容量。
此外，石墨烯还可以用于改善锂离子电池的界面问题。
锂电池往往存在电解液和电极材料之间的界面问题，如电解液的溶解、电解液的浸润性和锂离子的扩散等。
石墨烯可以通过覆盖在电极表面来改善界面问题，形成稳定且一致的电解液/电极界面，提高电极材料和电解液的相互作用能力，从而提高锂离子电池的性能和稳定性。
总之，石墨烯在锂离子电池中具有广泛的应用研究前景。
通过利用石墨烯的优异性能，可以显著提高锂离子电池的容量、能量密度、循环寿命和安全性。
然而，目前还存在一些困难和挑战，如大规模制备石墨烯、石墨烯的稳定性和与锂离子电池体系中其他元素的相互作用等问题。
因此，需要进一步开展研究来解决这些问题，并将石墨烯应用于实际的锂离子电池系统中。
石墨烯在锂电池中的应用
石墨烯在锂电池中的应用墨烯具有10倍于商用硅片的高载流子迁移率（15000cm2/V•s)，导电性能优越，尤其适用与制造锂电池导电添加剂、锂电池正负极复合材料等锂电池材料。
此外，石墨烯电极复合材料及导电添加剂能有效改善电极循环性能：加入石墨烯的磷酸铁锂正极复合材料，循环100周后，可逆比容量为纯LiPO4电极的1.4倍。
石墨烯在电池中的应用1.作为导电剂锂离子电池充放电是通过锂离子在正负极的脱嵌反应来实现的。
具体表现为，充电时正极锂离子脱插，负极锂离子嵌入；放电时正极锂离子嵌入，负极锂离子脱插。
在这个过程中，嵌入与脱插的锂离子越多，电池容量越大。
其充放电速度主要由锂离子在电极中的传输和脱嵌速度来决定。
所以如果电极材料中电子和锂离子传导通道越多，其充电速度就越快。
传统锂离子电池无法进行快速充电，主要受限于锂电池正负极导电性能不足，无法同电子进行充分反应，反应层集中在表面影响内部电极的反应，导致锂离子短时间内脱嵌速度不足，无法形成大电流，间接影响锂离子扩散系数，同时受限于高倍率充电下电池寿命的衰减。
而且传统电池在工作时会在电极表面形成一层固体电解质膜，阻挡了锂离子的“脚步”，进而减慢了锂离子的运输速度。
锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、三元和磷酸铁锂等。
石墨烯在正极材料中属于面点接触，具有优异的导电性能，可以作为其电极的导电剂，优异于作为点点接触的常规导电剂。
锂电池有个性能叫做倍率性能，用C来衡量。
假设一块锂电池的容量是3000mAh，那么1C就是用3000mA的电流给它充电，一小时充满；2C就是用6000mA的电流充电，半小时充满。
续航与电量正相关的情况下，充到支持相同续航里程的电量，倍率性能大的电池充电时间更短。
电芯在快充时，主要的技术难点为锂离子在正极的快速脱离，在电解液的传输以及在负极的嵌入，其中相对重要的是要求正负极具有良好的导电性，可以在短时间进行大规模化学反应，这样电子的扩散速度加快，增加了锂离子的脱嵌和嵌入速度。
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LUOYANG NORMAL UNIVERSITY2015届本科毕业论文石墨烯在锂离子电池材料中的应用研究院（系）名称化学化工学院专业名称化学工程与工艺学生姓名雷丙丽学号110644058指导教师刘丰讲师完成时间2015年04月石墨烯在锂离子电池材料中的应用研究摘要：石墨烯是单原子层紧密堆积的一种特殊石墨材料，在电学、热学、力学等方面具有独特的构造和优良的功能，可以发挥其重要的作用。
因为石墨烯具有较高的电导率、超大的比表面积、高的化学稳定性等优良的化学和物理特性，所以它在锂离子电池材料中的研究引起了人们的广泛关注。
文章不仅综述了石墨烯的结构和制备工艺以及改性方法，而且介绍了石墨烯作为锂离子电池材料的最新研究进展，还分析了石墨烯各制备和改性方法对锂离子电池材料的影响，并对石墨烯在锂离子电池材料中应用的发展趋势进行了展望。
关键词：石墨烯；锂离子电池材料；电化学The application of graphene in lithium-ion battery materialsresearchAbstract：Graphene is a single atomic layer close packing of a kind of special graphite material, such as electrical, thermal and mechanical aspects has unique structure and excellent performance, can play its important role. Because of properties of high electrical conductivity, large surface area, and chemical stability, graphene holds great promising for potential applications in electrode materials for lithium-ion battery, it is in the lithium-ion battery materials research has attracted widespread attention. Article summarizes the modification of graphene and graphene is introduced as a new research progress of the lithium-ion battery materials, graphene is analyzed the influence of the preparation and applications of graphene in lithium-ion battery material development trend is prospected.Keywords：graphene; the modification of graphene; lithium—ion battery material1 引言近几年来，为了进一步实现可持续发展，锂离子电池受到人们的普遍关注，世界各国开始对环保的可再生新能源的运用和开发投入了非常大的科技技术和资金，而新能源材料的开发一直是能源研究领域的热点。
近几年来，电子产业的发展非常迅速，电子产品的功能越来越多，手机、电脑等对电池的电化学性能的要求越来越高。
然则仅随着电动车、汽车等新能源产业的迅速发展，二次电池的开发迫在眉睫。
未来锂离子电池也可能作为电动汽车的动力电源系统之一。
因而，开发安全性比较高、能量密度比较大的锂离子电池材料是目前研究方向的热点之一。
锂离子电池有许多优点，包括能量密度大、无记忆效应、无污染、使用寿命长以及自放电率小，是环保电池，并呈现出快速发展的势态[1]。
在1970年前后，随着对嵌入化合物的研究，人们发现了锂离子可在TiS2和MoS2等嵌入化合物的晶格中嵌入或脱出。
1983年，首次建立了以碳/石墨材料作为负极，以金属锂作为正极的锂离子电池体系[2]。
在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
碳/石墨材料是目前商业化使用的负极材料，其来源丰富、成本低、能量密度高、稳定性高，但石墨烯在最低能量下会发生重排,其结构会从标准的六元碳环转变为包含五元环和七元环的杂乱结构,从而形成结构缺陷。
因而，摸索新型的负极材料以达到锂离子电池的须要可以作为探究的方向。
2004年，英国的曼彻斯特大学安德烈-海姆教授和他的同事们[3]第一次运用微机械力从石墨上剥离出非常薄的石墨烯碳层。
由于石墨烯非凡的构造和性能，在国内掀起了研究热潮，其中石墨烯在锂离子电池的电极材料中的应用研究一样也得到了普遍关注。
2 石墨烯的结构与制备2.1 石墨烯的结构石墨烯是一种由碳原子以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维材料。
单层石墨烯（如图1所示）中的碳原子周期性排列于石墨烯平面内，它是以六元环形式存在的。
在石墨稀中，碳原子可以在石墨稀平面内来回移动，而且碳原子贡献的一个未成键的π电子可以与平面形成垂直的π轨道，因而石墨烯具有良好的导电性[4]。
然而由于石墨烯热学波动起伏容易扩散，导致了石墨烯表面出现不平整、皱褶和卷曲的特色。
根据石墨烯的此微观结构，制备的石墨烯复合材料，具有不同的优良性质。
一方面，科学家们研究了石墨烯的电化学性能和电荷迁图1 单层石墨烯的电子结构示意图[6]移率与皱褶的关系以及如何控制[5]。
另一方面，石墨烯有许多突出的物理化学性质也是因为石墨烯特殊的构造。
其中研究的最早最多的就是石墨烯的电子特性。
石墨烯是零带隙半导体，不仅具备特别的线性光谱特征，而且具备独特的载流子特性，因而人们以为单层石墨烯由于非束缚抛物线电子式扩散关系，室温下的电子迁移率达到20000 cm2V-1s-1，受温度影响很小，所以它的电子结构与传统的半导体和金属不同。
此外，石墨烯不但有完美的量子隧道效应，还有半整数的量子霍尔效应以及室温铁磁性等共同性质，它们使石墨烯在锂离子电池材料中的应用更具有突出优势。
2.2 石墨烯的制备人们发现石墨烯有较高的储锂才能，材料自身的电子迁移率高，导热性能突出，稳定性高以及力学性能优异。
目前，石墨烯制备的方法主要包括：微机械剥离法、有机合成法、外延生长法、化学气相沉积法、氧化还原法等。
2.2.1 微机械剥离法英国曼彻斯特大学的Novoselov[7]等人通过微机械剥离法(如图2）得到了比较薄的石墨烯。
该研究把石墨薄片粘在胶带上，把有粘性的一面对折，再把胶带撕开，这样可以使石墨薄片一分为二。
通过不断地重复这个过程，片状石墨越来越薄，直至该平面上剩下较薄的片层为止。
然后将其溶于丙酮溶液中，再在该溶液中浸渍表面为SiO2薄膜的硅基片十分钟左右，并进行超声洗涤，那些厚度小于10 nm的石墨片层于范德华力或毛细作用下严密地固定在硅基片上。
思虑到石墨烯特殊的光学特性，研究人员使用扫描电子显微镜（如图3所示）的方法，清楚的观测到了单层石墨烯和多层石墨烯的形态。
这种方法制备的石墨烯晶体结构不仅比较完整，而且缺陷较少，可用于实验。
但是这种方法单层石墨烯的尺寸大小不易控制，而且产率低、成本高不能应用于实践。
图2 微机械剥离法制备石墨烯装置示意图[7]图3 石墨烯的扫描电镜图2.2.2 有机合成法有机合成法（如图4所示）能够制备具有良好功能的连续的石墨烯半导体薄膜用料，在电子行业有很大的应用潜力。
Qian等[8]运用有机合成法实现了含酰亚胺基团和石墨烯纳米带的化学合成，制备了石墨烯纳米带，其结构特殊并且无缺陷，提高了合成效率。
但这种方法所制的石墨烯尺寸小，而克服这个缺陷将会带来在锂离子电池材料中广阔的应用前景。
图4 有机合成法制备石墨烯的合成示意图2.2.3 外延生长法此措施平常是加热6H-SiC单晶表面[9]，使Si原子蒸发，从而制备出石墨烯。
首先将经氧化或H2刻蚀预处理，得到的SiC样品在超高真空下(1.33×10-8Pa)的条件下，加热到1000 ℃去除其表面氧化物，当运用电子能谱能确认氧化物已经完全去除后，样品再加热到1250-1450 ℃并恒温9-20 min，当表面Si原子蒸发且碳原子重新组建后，便可形成极薄的石墨层。
这样制备的石墨烯质量较好，面积较大，但由于SiC晶体表面的构造不简单，所以获得大面积、厚度均一的石墨烯较难[10]。
Berger等[11]运用此方法分别制备出了单层和多层石墨烯还研究了其功能。
与机械剥离法制得的石墨烯比较，外延生长法制得的石墨烯具有载子迁移率高的优点以及不能观测量子霍尔效应的缺点。
2.2.4 化学气相沉积法石墨烯是在金属（Ni，Cu或Pt）或金属氧化物（Al2O3或MgO）表面上，通过化学气相沉积，在高温下分解的烃制备的。
该法制备的石墨烯拥有均匀、表面积大、质量高、合成成本高和产率较低的特性。
2.2.5 氧化还原法目前，氧化还原法成为了制备石墨烯的最佳措施，其具有低廉的成本和易实现规模化的优势。
此方法是将天然石墨与强氧化剂发生反应，削弱层间作用力，从而易于从氧化石墨（如图5所示）中剥离氧化石墨烯，然后加入还原剂去除氧化石墨烯表面的含氧基团得到石墨烯。
如可采用高锰酸钾/硝酸钠为氧化剂，浓硫酸为插层剂，通过Hummers 法制备氧化石墨，并以水合肼作为还原剂，制备石墨烯。
图5 氧化石墨的结构示意图3 石墨烯材料在锂离子电池中的应用3.1 石墨烯直接用作锂离子电池负极活性材料石墨烯具备优良的储锂功能，可以直接作为锂离子电池的负极材料。
Yoo等[12]首先报道了石墨烯的储锂性能，石墨烯的比容量为540mAh/g。
中科院大连化物所的Lian等[13]报道了利用快速热膨胀法制备的石墨烯薄片，可用于锂离子电池，当电流密度为100mA/g时，石墨烯的首次可逆比容量达到1264mAh/g，当电流密度增加5倍时，可逆比容量明显减少，但不容乐观的是，该石墨烯锂电池首次不可逆比容量损失达到30%以上。
在电流密度减少至首次一半时，比容量提高了。
Li等[14]通过氢气热还原法制备的石墨烯经过50次循环平均库仑效率即可达到97% 。
由此可见，制备过程中锂离子在石墨烯层间的脱嵌是由于含氧官能团的消失和夹层间距的增加引起的。
此外，石墨烯片层容易汇集堆积成多层结构，因而有其因高比表面积而具备的比较高的储锂空间的劣势，但是石墨烯却可以作为一种优异的改性材料在复合电极材料中可发挥更大的意义。