石墨烯为什么它会成为超级锂电池的原材料？

世界上有比以人更多的是手机。几乎所有这些电池都由可充电锂离子电池供电，这是过去几十年来发展的便携式电子产品革命中最重要的部分。如果这些设备没有足够的电力持续至少几个小时而没有特别沉重，那么这些设备对用户来说并不吸引人。

锂离子电池还可用于大型应用，例如电动车辆和智能电网储能系统。寻求改进锂离子电池的材料科学创新研究人员为更多具有更好性能的电池铺平了道路。需要不会着火或爆炸的高容量电池。许多人梦想能够在几分钟甚至几秒钟内充电的更小，更轻的电池，并且可以存储足够的能量来为设备供电数天。

然而，像我这样的研究人员正在考虑更多的冒险精神。如果汽车和电网存储系统可以在数年甚至数十年内放电和充电数万次，那就更好了。维护人员和客户会喜欢能够监控自己并在发生故障时发送警报的电池-如果他们不能以最佳性能工作-甚至是自我修复。我们的梦想是将两用电池集成到物品的结构中，有助于塑造智能手机，汽车或建筑物的形状，同时不会给它的功能带来太大的影响。

所有这一切都有可能，因为我的研究和其他人已经帮助科学家和工程师更好地控制和处理单一原子级材料。

新兴材料

在大多数情况下，能量储存的进步将取决于材料科学的持续发展，推动现有电池材料的性能极限以及开发全新的电池结构和组合物。

电池行业一直致力于降低锂离子电池的成本，包括从阴极中去除昂贵的钴，称为阴极。这也将降低这些电池的劳动力成本，因为世界上许多主要的钴来源刚果都使用儿童从事艰苦的手工劳动。

研究人员正在寻找用主要由镍制成的阴极代替含钴材料的方法。最后，他们可以用锰代替镍。这些金属中的每一种都比其前身更便宜，更丰富，更安全。但它们需要称重，因为它们具有缩短电池寿命的化学特性。

石墨烯会成为超级锂电池的原材料的原因

由同步电子设备产生的X射线可以照亮电池的内部工作。

但现在，研究人员可以在电池材料通过能量存储过程时查看电池材料并实时分析其原子结构和成分。我们可以使用复杂的光谱技术，如X射线技术，用于称为同步加速器的粒子加速器-以及电子显微镜和扫描探针-，以便在储存和释放能量时观察电池中的离子运动和物理结构变化。