石墨烯作为一种超级资料，凭借着优异的电化学和机械功能，招引了广泛的重视，2015年，习近平总书记在拜访英国的行程中特意拜访了英国曼彻斯特大学的国家石墨烯研讨所，并对这种具有特别功能的超级资料做出了高度评价，随后华为公司就宣告将出资数百万英镑与该研讨所就石墨烯在信息和通讯技能方面的运用远景打开研讨。在国内的A股商场也掀起了一场石墨烯资料的概念炒作风暴，但凡和石墨烯概念的相关的股票纷繁大涨，也有不少电池企业宣告自己研制出了“全球首款石墨烯电池”，尽管这些都是电池厂家放出的烟雾弹，可是也博取了世人的眼球，引起了广泛的重视。
小编作为一名锂离子电池职业的资深从业者，这些所谓的石墨烯电池并不能瞒过小编的眼睛。其实大多数的石墨烯电池只是是运用少数的石墨烯作为锂离子电池的导电剂，添加量缺乏1%，本质上仍是锂离子电池，只不过是以石墨烯作为宣扬的噱头，而前一段时间炒作的华为石墨烯电池，只是是以石墨烯作为锂离子电池的散热辅佐手法，增强锂离子电池在高温下的作业才能，石墨烯并不参与锂离子电池内部的电化学反响，严厉意义上只能称为石墨烯增强锂离子电池。
其实，在现有的技能才能下，考虑到本钱等要素的约束，石墨烯现在首要运用仍是作为锂离子电池的导电剂和辅佐散热手法。传统的锂离子电池导电剂，如炭黑SP，碳纤维VGCF等，与活性物质的触摸是点触摸，约束了导电效果的发挥，添加了导电剂添加量。而是石墨烯是片状结构，与活性物质的触摸为点-面触摸，可以最大化的发挥导电剂等效果，削减导电剂的用量，进步锂离子电池的能量密度，可是再好的资料也存在缺陷，石墨烯的片状结构，会对锂离子分散构成阻止，在较大的作业电流密度时，会构成Li+的分散阻抗添加，然后构成电池的倍率功能下降。今日小编就带我们对石墨烯作为锂离子电池导电剂的优缺陷进行剖析。
天津大学的杨全红教师是石墨烯职业的资深学者，在2012年发表于Nano Energy的文章上，研讨了石墨烯用作锂离子电池导电剂的优缺陷。在杨教师的研讨中，选用了商用10Ah的“LiFePO4/石墨”方形锂离子电池。研讨显现，以少数（1%）的石墨烯替代锂离子电池内的传统导电剂，不光可以进步化性物质的份额，还能显着的下降锂离子电池的阻抗，可是因为石墨烯的片状结构，会对Li+快速分散构成很大的阻止，因而在大电流充放电（>3C）时，会使锂离子电池发生很大的极化，影响锂离子电池的放电容量。这一研讨显现，石墨烯作为导电剂合适运用在一些对锂离子电池充放电倍率要求不高的场合，石墨烯的添加可以显着的进步活性物质的占比，下降电极阻抗，进步锂离子电池的能量密度，可是在一些石墨烯并不合适运用在功率型电池（充放电倍率>3C）上作为导电剂。
试验中杨全红的团队制作了两种电池，一种是一般的对照组电池，运用了7%的炭黑和3%的导电石墨，试验组则运用1%的石墨烯和1%炭黑作为导电剂。试验成果显现，在相同的涂布量的前提下，运用石墨烯的试验组电池容量（0.5C充放电）要显着高于对照组电池，而且两者的循环功能挨近，标明石墨烯可以建立起更为高效的导电网络，然后削减导电剂的用量，进步锂离子电池的容量（10%），下降电池的极化，进步电池的能量密度。
在随后的倍率试验中发现，在0.5C、1C和2C的充放电倍率下，试验组的石墨烯导电剂电池比较于对照组电池都表出了更高的容量和更小的极化，可是当充放电倍率进步到3C时，试验组电池容量敏捷下降到4Ah以下，而对照组电池的容量依然保持在9Ah左右，持续将放电倍率进步到4C，试验组石墨烯导电剂电池因为极化太大，现已无法放电，而对照组电池则相对安稳。
EIS剖析显现，添加石墨烯的试验组电池的欧姆阻抗要显着低于对照组电池，这首要得益于石墨烯的片状结构可以于活性物质颗粒构成很好的触摸，下降触摸电阻，可是在高频段的电荷交流阻抗，试验组电池要显着高于对照组电池，这标明石墨烯的参加影响了Li+在电极内的分散。仿真成果显现，首要是因为石墨烯的片状结构对Li+的分散构成了阻止，导致Li+的扩撒途径延伸，然后构成了添加石墨烯的锂离子电池在大电流下极化添加，导致电池的放%&&&&&%量下降。而传统的炭黑、导电碳纤维和导电石墨等资料，因为横截面较小，因而对Li+的分散阻止较小，对锂离子电池大电流放电功能影响不大。
该研讨标明，石墨烯作为导电剂尽管可以显着的进步电极的导电性，下降导电剂的用量，进步锂离子电池的能量密度，可是并不是一切的锂离子电池合适食用石墨烯作为导电剂，在一些对充放电电流需求不高的范畴，例如储能、电子设备等，作业电流较小，合适选用石墨烯替代传统的导电剂。可是在一些对充放电电流要求较高的范畴，例如高功率电池、动力电池等方面，因为石墨烯会构成锂离子电池在大电流情况下，极化添加，并不合适选用石墨烯作为导电剂。
