使用石墨烯的高性能离子电池:近期发展和设计概述
Sachin Sharma Ashok Kumar1,2,3, M Nujud Badawi4, J Liew1
1Centre for Ionics University of Malaya, Department of Physics, Faculty of Science, Universiti Malaya, 50603, Kuala Lumpur, Malaysia.
ChemSusChem
|August 13, 2024
概括
离子电池 (SIB) 为离子电池 (LIB) 提供了一个低成本的替代品. 本综述探讨了2D材料作为阳极,以提高SIB性能和稳定性,用于大规模储能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 离子电池 (SIB) 是用于大规模储能的离子电池 (LIB) 的具有成本效益的替代品.
- 由于离子的半径和摩尔质量较大,SIB面临周期稳定性和容量的挑战,导致体积应变.
- 包括石墨烯和金属氧化物在内的二维 (2D) 材料是SIB的有希望的阳极材料.
研究的目的:
- 审查SIBs的2D阳极材料的制造技术,结构配置和离子储存机制.
- 讨论使用石墨烯,石墨烯氧化物 (GO),过渡金属氧化物和石墨烯类类似物作为阳极的SIB的最新进展.
- 确定通过2D阳极材料提高SIB性能的关键挑战和未来前景.
主要方法:
- 对二维阳极材料制造方法的文献综述.
- 对影响离子储存的结构性质的分析.
- 对各种二维阳极材料的电化学性能数据的检查.
主要成果:
- 像石墨烯和金属氧化物这样的二维材料增强了SIB中的电导率,反应动力学和容量.
- 这些材料在循环过程中适应体积变化,并为离子运输提供大面积.
- 基于石墨烯的材料和类似物显示出改善SIB能量密度和稳定性的巨大潜力.
结论:
- 二维材料对于克服SIB限制至关重要,使能量密度更高,循环寿命更好.
- 对基于石墨烯的阳极的进一步研究可以导致具有成本效益,安全和高性能的SIB.
- 优化的二维阳极材料为商业化SIB为电网规模的能源存储铺平了道路.


