當今社會日益增長的能源與環(huán)境需求對儲能電池技術的發(fā)展既是機遇也是嚴峻的挑戰(zhàn)。納米碳材料如碳納米管與石墨烯因其優(yōu)異的導電能力、良好的機械性能以及獨特的形貌與結構特征在儲能電池技術領域中的應用越來越普遍。本文通過綜述近年來碳納米管與石墨烯分別作為鋰離子電池的復合電極材料、負極活性材料、導電添加劑以及新型鋰硫電池用復合導電載體的應用進展，重點討論了這兩類納米碳材料的不同應用模式對儲能電池容量性能、倍率性能以及循環(huán)壽命的影響。同時對目前研究中存在的問題進行了總結，并對未來發(fā)展方向，如開發(fā)低成本與環(huán)境友好的高質量材料合成技術、提升材料的分散能力以有效構筑復合電極結構以及開發(fā)新的應用模式等進行了展望。常州第六元素擁有回收/循環(huán)氧化技術等自主知識產權。改性氧化石墨烯產品介紹

在過去的幾十年里，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染和石化燃料資源枯竭問題日益嚴重，設計和制備能夠有效轉換和利用太陽能等可再生能源的新型熱管理材料成為了目前急需解決的難題。另外，由于電子設備組件正在逐漸向微型化、集成化方向發(fā)展，這種趨勢會導致設備在運行過程中產生大量熱量，從而影響其可靠性、穩(wěn)定性和安全性。因此，制備具有高導熱的散熱材料是促進電子設備發(fā)展的關鍵問題之一。由于石墨烯具有高本征熱導率、高比表面積及優(yōu)異的機械性能，被作為制備熱能存儲材料、散熱材料等熱管理材料的理想選擇。廣東氧化石墨烯銷售導熱型石墨烯，外觀為黑色粉末。

真空抽濾法是一種制備石墨烯薄膜的**常見方法。由于氧化石墨烯的片層含有大量羧基、羰基等親水性含氧官能團，并且片層間具有靜電相互作用不容易團聚，因此在不借助分散劑的情況下也能在水溶液中分散均勻，從而形成穩(wěn)定的分散液，非常有利于真空抽濾過程中片層的緊密排列［４３，４４］。Ｌｉｕ［４５】等人采用真空抽濾法制備了具有有序排列結構和高密度的ＧＯ／ＰＤＡ復合膜。在ＧＯ／ＰＤＡ復合膜中，ＧＯ的含氧官能團與ＰＤＡ的胺基之間存在氫鍵相互作用，并且ＰＤＡ對ＧＯ具有還原的作用。在經過３０００°Ｃ高溫處理之后，ＰＤＡ被轉化為具有石墨晶體結構的ＣＰＤＡ納米顆粒（ＣＰＤＡＮＰｓ），對石墨烯片層起到了增強的作用，從而使復合膜的拉伸強度、電導率和熱導率

提升材料的分散能力與復合結構制備技術。通過均勻分散與活性材料達到良好的電化學接觸是碳納米管與石墨稀在用作導電添加劑與復合導電結構時發(fā)揮性能的關鍵。特別是在鋰硫電池中，一般所制備的碳硫復合電極中碳材料的含量往往超過30%，嚴重影響了所制備硫電極的實際比容量性能，因而需要通過提高碳材料的分散能力與復合電極的制備技術以在高硫負載率下，仍能保證復合電極較高性能的發(fā)揮。(3)開發(fā)新的應用模式。對碳納米管與石墨烯的應用可不限于其本身，而是通過諸如碳納米管與石墨烯的復合或兩者與其他導電結構的復合，以不同材料間的協(xié)同作用來構筑更為完善的導電結構。同時也通過降低碳納米管與石墨烯在電極中的使用量，有效降低材料的應用成本。氧化石墨烯官能團豐富，易于改性。

石墨烯薄膜具有優(yōu)異的面內熱導率和良好的柔鈿性，因此經常在可穿戴設備、電子設備等領域被用作散熱材料使用。劉忠范院士團隊［７８］通過等離子增強化學氣相沉積法（ＰＥＣＶＤ）在藍寶石襯底上生長石墨烯納米壁，得到的納米壁具有獨特的結構和出色的熱導率。在輸入電流為３５０ｍＡ的情況下，基于石墨烯納米壁組裝的ＬＥＤ在光輸出功率方面提高了３７％左右，而溫度卻降低了３．８％，說明石墨烯納米壁可用作ＬＥＤ應用中增強散熱的良好材料。Ｋｉｍ［７９］等人使用球磨法將氟化石墨剝落為氟化石墨烯溶液，然后通過真空抽濾得到１０ｐｍ厚的超薄氟化石墨烯薄膜（ＥＧＦ），顯示出２４２Ｗｍ－１Ｋ－１的優(yōu)異面內熱導率。Ｇｕｏ＿等人通過涂布法制備了一種厚度可控的可拉伸石墨烯薄膜。這種石墨烯薄膜具有良好的柔韌性和優(yōu)異的導熱性能，在施加３．２Ｖ電壓時，薄膜可以在６ｓ內從室溫快速升溫至４５°Ｃ。而去除外加電壓后，石墨烯薄膜可在５ｓ內迅速冷卻至室溫，實驗結果顯示其既具有快速的電加熱響應，又具有高效的散熱能力。氧化石墨應用于熱管理、橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復合材料領域。改性氧化石墨烯產品介紹

氧化石墨烯分散液含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團。改性氧化石墨烯產品介紹

從化學結構可以看到，石墨烯具有垂直于晶面方向的大π鍵，此結構決定了其具有優(yōu)異的電化學性能，在室溫下的導熱系數可高達５３００Ｗ·（ｍ·Ｋ）－１，能夠比肩比較好的碳納米管導熱材料。常溫下其電子遷移率甚至高于碳納米管和硅晶體，屬于世界上電阻率**小的材料。此外，石墨烯還具有完全敞開雙表面的結構特性，也就是說它類似于不飽和有機分子，能夠進行一系列的有機反應，能夠與聚合物或無機物結合，從而提升材料的機械性和導電導熱性。深入這方面的研究，對石墨烯進行官能團修飾，能夠使其化學活性更加豐富［３－４］。由于石墨烯具有上述的結構特性，越來越多的研究者開始著眼于以石墨烯為基底的合成材料。改性氧化石墨烯產品介紹