石墨烯如何輸送能量

同素異形體石墨烯具有零間隙半導體的功能。帶隙的功能有點像金屬，它實際上比某些金屬更像金屬。帶隙有時也被稱為能量隙，但它代表一個能量范圍。在這個范圍內(nèi)，不可能存在電子態(tài)。所以，由于它與性能有關(guān)，帶隙與導電帶底部和價帶頂部的電子伏特的能量差有關(guān)。

石墨烯恰好比鋼強200倍，而且只有一個原子那么薄。它也非常柔軟，比銅更導電。它也有其他的應用，如與磁性或耳機工作。

加泰羅尼亞初創(chuàng)公司Earthdas以一種全新的方式利用了石墨烯的能量，這可能徹底改變未來電池的制造方式。

石墨烯電池：能源存儲的未來

特斯拉充電站通過公路和軌道

未來的計劃和現(xiàn)在的原型

Earthdas的石墨烯電池可以在五分鐘左右為摩托車和電動自行車充電。也不要特殊的安裝。這種電池使用的是類似膏狀和石墨烯的電解質(zhì)。這些改進了能量密度容量，使充電器比基于鋰的選擇提高了12倍。純石墨烯的充放電曲線跟高比表面積硬碳和活性炭材料非常相似，都具有首次循環(huán)庫侖效率極低、充放電平臺過高、電位滯后嚴重以及循環(huán)穩(wěn)定性較差的缺點，這些問題其實都是高比表面無序碳材料的基本電化學特點。

石墨烯的振實和壓實密度都非常低，成本極其昂貴，根本不存在取代石墨類材料直接用作鋰離子電池負極的可能性。既然單獨使用石墨烯作為負極不可行，那么石墨烯復合負極材料呢?

石墨烯與其它新型負極材料，比如硅基和錫基材料以及過渡金屬化合物形成復合材料，是當前納米鋰電最熱門的研究領(lǐng)域，在過去數(shù)年發(fā)表了上千篇paper。復合的原理，一方面是利用石墨烯片層柔韌性來緩沖這些高容量電極材料在循環(huán)過程中的體積膨脹，另一方面石墨烯優(yōu)異的導電性能可以改善材料顆粒間的電接觸降低極化，這些因素都可以改善復合材料的電化學性能。