石墨烯做锂离子电池负极材料面对什么问题?

作为锂离子电池正极材料的石墨烯存在什么问题?

获得诺贝尔奖的材料石墨烯，得到了公众的高度评价，媒体充斥着有关石墨烯电池的新闻。

广大公众此时可能会想:石墨烯数据到底有多大用处?它能否帮助解决数据、电池等领域的一系列技术瓶颈，帮助完成电动汽车、储能等职业领域的飞跃?

钱的问题

传统的导电炭黑和石墨按吨出售(每吨数万元)。什么时候石墨烯可以按克出售?即使根据一些媒体的报道，将石墨烯降低到3元/克，也要300万元/吨才能转化成吨。你了解，锂离子电池所用的各种材料大约有数万吨，而且每天在各行各业降价的压力下，用石墨烯来替代是完全不现实的。

假如它可以更便宜，一些公司会声称他们的石墨烯可以接近普通黑碳和石墨的价格。事实上，目前使用的数据是石墨微薄片(可能有几十层)，而不是单层或多层石墨烯。目前制造商所面对的问题是虚假宣传炒作的概念，违反了国家政府和广大纳税人的诚信。

工艺特性不相容

也就是说，石墨烯比表面积大，会给现有锂离子电池的分散和均质过程带来很多技术问题。假如电池厂会对调整过程感到厌倦，而且没有功能指标的突破带来的利润驱动，谁会想要这个技能呢?石墨烯的外观性能受化学条件影响较大，存在批量稳定性、循环寿命等诸多问题。目前无法满足锂离子电池生产的具体要求。

关于石墨烯的影响制浆的实践,研究的结果宣布的橡树岭国家实验室和Vorbeck,石墨烯的知名制造商,发现石墨烯的影响函数的制浆过程有非常消极的影响,如下图所示:

即使解决了以上所有问题，仍然存在以下问题。

低功率

假如将石墨烯制成负极，理论上它的容量最多是石墨负极的两倍。初始功率低，功能受外观影响大。

石墨烯作为导电剂是昂贵的

石墨烯可作为导电剂，促进快速充电和释放，理论上可改善倍增功能。然而，假如分散过程不到位，混合物是不均匀的，一切都是海市蜃楼。此外，有关碳族的高质量和低价格的数据很多，所以没有理由使用昂贵的石墨烯。由于石墨烯是二维的，假如你将其打开并与电极的活性材料复合，它将会堵塞锂离子弥散的通道。因此，很难说投资是有益的还是有害的。

只说一个路标,石墨烯是一种纳米材料,在过去的十年里,纳米材料研究社区往往过多的手法和水,通常是可重复性差,工作技能和有用的政策脱节非常严重,这种现象一直是受欢迎的科研界有识之士的一部分,和行业。

例如，Goodenough教授、Mauger教授和Julien教授对MIT的磷酸铁锂快速充电、电池材料的超快充放电等工作提出了质疑，并发表了LiFePO4锂离子电池超快充放电的文章。充其量，它们在概念上是可行的。

许多纳米数据的优良功能仅仅体现在实验室级克甚至微克级的容量上。从大规模生产的角度来看，他们中的许多人都有先天缺陷，与现有行业中许多微米级数据开发所获得的技能不兼容。

此外，纳米数据只能以低维数据的形式存在/使用，不能用于宏观三维的实际应用。建议政府应该促进技能的发展与工业化的长远政策导向的角度来看,新增支持试点项目,然后选择人才的目的达到,所以,科学研究可以更好地促进工业发展的技能。