石墨烯電池是什麽？如何製造的？
石（shí）墨（mò）烯電池是什麽？如何製造的（de）？
什麽是石墨（mò）烯電池?
與體積和重量相比，鋰離子電池具有良好的容（róng）量。不過（guò）也有一個缺點:充電時間長。另一個缺點是他們的（de）最大（dà）輸出功率（lǜ）。鋰離子電（diàn）池（chí）可（kě）能有很大的容量，但由於過熱的風（fēng）險，它們的最大輸出功率是（shì）有限的。
石墨烯電池是通過改進現有的（de）鋰離子電池（chí）製成（chéng）的。這是通過在電極中（zhōng）添加石墨烯來實（shí）現的，石墨烯可以改變電極的化學和（hé）物（wù）理性質。結果改善了充放電（diàn）速率特性和容量（liàng）。改（gǎi）進（jìn）的放電速率意味著石墨烯（xī）電池（chí）具（jù）有更高的最（zuì）大輸出功率（lǜ）。
石墨烯電池是一（yī）項新技（jì）術，仍在研究中。最佳的製造工藝還有待發現。在（zài）這一領域缺乏知識，同（tóng）行評議的（de）科學材料（liào）仍然稀缺。我們將試（shì）著（zhe）用一個可以在科學文獻中找到的例（lì）子來解釋這個（gè）工作原理。
石（shí）墨烯（xī）電池是如何製造的?
石墨烯氧化釩電池
萊斯大學的研究（jiū）人員發現了一種新材料，它是氧化釩(VO2)和石墨烯的混合（hé）物。該（gāi）混（hún）合（hé）電源可用於鋰離子電池陰極。測量（liàng）結果表明，這種混合陰極能（néng）在20秒內完全充（chōng）放（fàng）電，並能承受1000多（duō）次充電循環（huán）。1000次循環後，容量仍優於標稱的90%。
釩氧（yǎng）化物在鋰離子電池中（zhōng）具有高的能量容量。這是因（yīn）為它們像（xiàng）海綿一樣收集鋰（lǐ）離子。使用氧化釩(VO2)或五氧化二釩(VO5)的缺（quē）點（diǎn）是，氧化物通常（cháng）是不好的導電（diàn）體。低電導率導（dǎo）致（zhì）較慢的充放電速率。
科學家們找到了一（yī）種利用石墨烯作為氧化釩結構骨架的方法，石墨烯是一種（zhǒng）優秀（xiù）的導體。這種混合材料從氧化釩那裏（lǐ）繼承了良好的容量特性，從（cóng）石墨烯那裏繼承了良好的導電性，從（cóng）而可以（yǐ）快（kuài）速（sù）充（chōng）電。
該工藝由氧化石墨納米片與VO5粉末混合而成。混（hún）合物懸浮在水中並加熱到高溫（wēn）。在這些溫度下，五氧化（huà）二釩還原（yuán）為VO2，而氧化石墨則還原為石墨烯。當VO2結晶時，它（tā）會形成約10納米厚、600納米寬的納米帶，並帶有（yǒu）單原（yuán）子厚度的石墨烯塗層。這些帶有幾（jǐ）十微米長，它們有非常大的（de）比表麵積，由於VO2的（de）離子浸泡特性（xìng）和石墨烯的高導電性（xìng），使得電子和鋰離子的擴散非常快。這兩個（gè）特性的結合，使快速（sù）充放電率，以及高的最高功率輸出（chū）這些電池。
製造（zào）石墨烯（xī）電池的真正技術難點在於vo2 -石墨烯混合材料的實（shí）際製造。為（wéi）了生產這種混合物，必須（xū）非常（cháng）精確地控製溫（wēn）度、壓力和混合物濃度等工（gōng）藝條件。這些工藝參數現在相對比較有名，而且可以很容易地（dì）控製，從而實現大規模生產。
石墨烯磷酸鐵鋰電池
磷酸鐵鋰鋰電池又稱磷酸（suān）鐵鋰(LFP)，是一種（zhǒng）以磷酸（suān）鐵鋰為陰極的可充電電池。LFP電池是一種可充電的鋰離子電池。盡管它們的能量密度比其他（tā）一些消費級鋰離子電池要低，但它們的功率（lǜ）密度卻更（gèng）高。功率密度是電池提供能量的（de）速率指標（biāo）。
由於其較高的功（gōng）率密（mì）度，他們是特別有趣的使用在電動汽車。LiFePo4電池具有更好的熱穩定（dìng）性和（hé）化學穩定性，它比其他鋰離子電池更（gèng）安全。它們在充電過程中很難點燃（rán），LFP電池比其他鋰離子電池在充電失敗前更容易（yì）被濫用。
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