关于石墨烯电池的调研报告
2024年石墨烯市场调研报告
2024年石墨烯市场调研报告1. 引言石墨烯是一种由碳原子单层构成的奇特材料，具有出色的导电性、导热性和机械强度。
近年来，石墨烯在各个领域展示出广阔的应用前景，引起了广泛的关注。
本报告旨在对石墨烯市场进行调研，了解其现状与发展趋势。
2. 石墨烯产业概况2.1 石墨烯的定义和特点石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料，具有高度的结构稳定性和化学惰性。
它的高导电性、高导热性和优异机械性能使其在诸多领域具备广泛的应用潜力。
2.2 石墨烯的制备方法目前，石墨烯的制备方法主要包括机械剥离法、化学气相沉积法、化学剥离法和还原氧化石墨烯法等。
每种制备方法都有其特点和适用范围。
2.3 石墨烯的应用领域石墨烯在材料科学、电子器件、能源存储、生物医药和环境保护等领域具有广泛的应用。
例如，石墨烯可以用于制备高性能的传感器、电池、超级电容器和柔性显示屏等。
3. 石墨烯市场概况3.1 全球石墨烯市场规模和发展趋势石墨烯市场在过去几年取得了快速发展，全球市场规模逐渐扩大。
预计未来几年，石墨烯市场将持续增长，并且在诸多领域有望取得重大突破。
3.2 中国石墨烯市场现状与前景中国是石墨烯产业的重要市场，拥有庞大的潜在需求和产业基础。
目前，中国的石墨烯市场发展迅速，但与国外主要竞争对手相比，整体水平仍有差距。
中国石墨烯企业应加强技术创新和市场拓展，提高国内市场占有率。
4. 石墨烯市场竞争格局4.1 全球石墨烯产业竞争格局全球石墨烯市场竞争激烈，主要由美国、欧洲和亚洲国家主导。
美国和欧洲拥有较早的石墨烯研究起点和较为成熟的产业链，而亚洲国家如中国和韩国在石墨烯技术研究和市场开发方面也有显著进展。
4.2 中国石墨烯产业竞争格局中国的石墨烯产业竞争格局逐渐形成，部分企业在技术研发、生产能力和市场销售等方面具备一定竞争力。
然而，与国外主要竞争对手相比，中国石墨烯企业仍面临着诸多挑战，包括技术水平不高、产品质量不稳定等问题。
5. 石墨烯市场发展趋势5.1 技术创新推动市场发展石墨烯市场在不断推动技术创新的力量下不断发展。
关于石墨烯电池的调研报告
关于石墨烯电池的调研报告石墨烯电池调研报告一、引言随着科技的不断进步，能源储存技术的革新变得越来越重要。
石墨烯作为一种新型材料，因其出色的物理性能和潜在的能源储存应用前景，近年来引起了广泛关注。
本文将对石墨烯电池的市场现状、技术发展、优势与挑战等方面进行深入调研和分析。
二、市场现状1.全球市场概况石墨烯电池市场目前处于快速增长阶段。
全球各大企业纷纷投入研发，争夺市场份额。
其中，中国在石墨烯电池领域的研发和生产处于领先地位，一些知名企业如华为、比亚迪等已在石墨烯电池领域取得重要进展。
2.中国市场概况中国政府对石墨烯电池的研发和应用给予了大力支持。
许多科研机构和企业纷纷投入石墨烯电池的研发和生产。
目前，中国在石墨烯电池的市场规模和产量上均居全球首位。
三、技术发展1.石墨烯电池技术石墨烯电池是一种基于石墨烯材料的新型电池。
其优点包括高能量密度、快速充电、长寿命等。
目前，石墨烯电池技术仍处于不断发展和完善阶段。
2.技术发展方向未来，石墨烯电池技术的发展将集中在提高能量密度、降低成本、提高安全性等方面。
同时，随着电动汽车、智能电网等领域的快速发展，石墨烯电池技术的应用前景广阔。
四、优势与挑战1.优势（1）高能量密度：石墨烯电池具有较高的能量密度，可提供更长的续航里程。
（2）快速充电：石墨烯电池充电速度较快，可大幅缩短充电时间。
（3）长寿命：石墨烯电池具有较长的使用寿命，可降低更换成本。
（4）环保：石墨烯电池不含有毒物质，对环境友好。
2.挑战（1）生产成本：目前，石墨烯电池的生产成本较高，限制了其广泛应用。
（2）安全性：石墨烯电池的安全性问题仍需关注，如过充、短路等情况下可能发生危险。
（3）产业链完善：石墨烯电池的产业链尚不完善，包括上游原材料、生产工艺等方面需进一步优化。
五、前景展望1.电动汽车领域的应用前景广阔：随着电动汽车市场的不断扩大，对高性能、长寿命的电池需求迫切。
石墨烯电池因其高能量密度、快速充电等优势，有望在电动汽车领域取得广泛应用。
石墨烯调研报告资料
石墨烯调研报告资料一、概述石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维结构材料，具有出色的电子、光学、热学和力学性能。
自2004年被发现以来，石墨烯已引起国际学术界和工业界的广泛关注。
石墨烯的发现被认为是二十一世纪最重要的科学突破之一，被誉为“第二个碳纳米管”。
二、石墨烯的制备方法目前常用的石墨烯制备方法主要有机械剥离法、化学气相沉积法和化学氧化还原法等。
机械剥离法是通过将石墨晶体用胶带剥离成单层石墨烯，这种方法制备的石墨烯质量较高，但是生产效率较低。
化学气相沉积法是在金属基片上通过热分解碳源得到石墨烯，这种方法制备的石墨烯质量较好且生产效率较高。
化学氧化还原法是将石墨氧化后再通过还原得到石墨烯，这种方法制备的石墨烯质量较差且成本较高，但适用范围广。
三、石墨烯的特性和应用1. 电学特性：石墨烯具有优异的电导性，电子迁移率高达200,000 cm²/Vs，是构建高速电子器件和传感器的理想材料。
2.光学特性：石墨烯具有宽波长范围内的吸收和发射特性，可用于太阳能电池、显示器和光学传感器等领域。
3.热学特性：石墨烯具有良好的导热性，具有高导热系数和良好的热稳定性，适用于制备高效热导材料。
4.力学特性：石墨烯具有出色的力学性能，具有高强度、高韧性和高柔韧性，可用于制备坚韧材料和复合材料。
5.应用领域：石墨烯在电子领域的应用包括柔性电子器件、智能手机、超高频电子设备等。
在能源领域的应用包括锂离子电池、超级电容器和燃料电池等。
在生物医学领域的应用包括药物传递系统和仿生材料等。
四、石墨烯的发展前景石墨烯具有诸多优异的特性和广泛的应用前景，其用途涉及多个领域，包括电子、能源、材料和生物医学等。
随着石墨烯制备技术的不断发展和完善，石墨烯的应用领域将会更加广阔。
石墨烯的商业化应用还面临着一些挑战，如大规模制备技术、产业化生产设备的开发、标准化和实用化的研究等。
然而，石墨烯的商业化前景依然看好，相信在不久的将来，石墨烯将会在各个领域创造出更多的应用和商机。
石墨烯在锂离子电池中的应用研究
石墨烯在锂离子电池中的应用研究随着科技的发展和人们生活质量的不断提高，对电池能量密度、电池寿命和安全性的要求也越来越高。
而现在，石墨烯这种材料在锂离子电池中的应用研究，正在经历一波热潮。
一、石墨烯的介绍石墨烯是由单层碳原子构成的二维材料，它具有独特而优异的电学、热学、力学和光学性质。
它的导电性、导热性以及毒性不强使它成为最理想的电池材料之一，因为它可以显著提升电池的性能水平。
二、石墨烯在锂离子电池中的应用（一）提高电池能量密度石墨烯可以大大提高电池的能量密度，是因为它的独特结构可以使得锂离子能够更好地储存和释放。
而且，石墨烯具有优异的电导率，这也可以加快电池运作的速度，提高能量密度。
（二）延长电池寿命石墨烯作为电池导电模块的成分之一，可以防止电池内的能量损失，从而使电池寿命得到显著的延长。
同时，石墨烯还可以避免电池内部的极化现象和锂离子的“溢出”现象，确保电池的稳定性和长寿命。
（三）提高电池安全性石墨烯的强韧性和高温耐受性可以将电池内部的压力和温度控制在合理的范围内，从而提高电池的安全系数。
此外，石墨烯具有良好的高温抗氧化性能，可以防止电池内部物质的氧化腐蚀，从而避免电池的短路和爆炸等安全隐患。
三、展望石墨烯在锂离子电池中的应用前景虽然石墨烯在锂离子电池中的应用研究还没有完全成熟，但是已经被广泛认为是未来电池材料的翘楚。
据预测，在未来5年左右，石墨烯在电池领域的市场规模将达到数十亿美元，成为一个全新的产业增长点。
同时，石墨烯还有着广泛的其他应用领域，例如：医疗、环保、新材料等，因此，石墨烯可以作为一种新兴的产业，给人类社会带来更多的惊喜和发展可能性。
四、总结石墨烯因其独特的特性，在各个领域得到了广泛的研究和应用。
而在锂离子电池中的应用研究更是令人兴奋，这种材料能够为电池的能量密度、电池寿命和安全性提供更好的保障，未来的市场前景也十分广阔。
因此，我们有理由相信，石墨烯材料必将在锂离子电池领域内发挥更为重要和广泛的作用。
石墨烯调研报告
石墨烯调研报告石墨烯是一种新型的二维碳材料，由单层的碳原子以六角形排列构成。
它具有很多独特的特性，如高导电性、高导热性、高强度、高柔韧性和超薄透明等。
石墨烯被认为是未来材料科学和纳米技术的前沿领域之一，在各个领域都有广泛的应用前景。
首先，石墨烯具有优良的导电性。
石墨烯可以被认为是一个零带隙半金属。
石墨烯的电子在其平面上的传输速度非常快，在低温下，它的电子迁移率可以达到200,000 cm2/Vs，是现有最高电子迁移率的材料之一。
因此，石墨烯在电子器件领域有着广泛的应用前景，如高性能晶体管、集成电路等。
其次，石墨烯具有优异的导热性。
石墨烯的热导率达到3000W/m·K，是铜的5倍，砷化镓的三次方，是传统散热材料的十几倍。
因此，石墨烯可以应用于高效散热材料、热界面材料等领域，有望解决电子器件热量过高引起的故障。
此外，石墨烯还具有高强度和高柔韧性。
石墨烯的强度是钢的200倍，柔韧性又比橡皮还要好，可以在极端温度环境下保持结构稳定。
因此，石墨烯可以作为复合材料的增强剂，用于制造轻巧、高强度的材料，如飞机、汽车、船舶等。
另外，石墨烯还具有超薄透明的特性。
石墨烯的单层厚度只有0.335纳米，可以达到透明度为97.7%，在可见光和红外光波段都具有优异的透明性。
因此，石墨烯可以应用于太阳能电池、自适应眼镜、柔性显示屏等领域。
然而，石墨烯的大规模生产和应用还面临着一些挑战。
首先，石墨烯的制备成本较高，且存在稀土金属等资源的依赖。
其次，目前对石墨烯的性能和应用研究还处于初级阶段，还需要进一步探索和优化。
总之，石墨烯作为一种新型的二维碳材料，具有了许多独特的特性，显示了巨大的应用前景。
随着石墨烯制备和应用技术的不断发展，相信石墨烯将会在各个领域得到广泛应用，并为我们的生活带来更多的便利和创新。
石墨烯材料在新能源电池中的应用研究
石墨烯材料在新能源电池中的应用研究石墨烯材料是新兴领域中备受关注的一种材料，它的出现极大地提升了电池领域的技术发展。
很多学者都在研究石墨烯材料在新能源电池中的应用，从而使电化学储能行业得以现代化。
本文将从石墨烯材料的特性、石墨烯在电池中的应用及其未来潜力等方面进行论述。
一. 石墨烯的特性石墨烯是一种由碳原子组成的超薄材料，厚度只有1个原子层。
它具有导电、导热、机械性强、表面积大、物理和化学稳定性高等特性。
这些特性赋予了石墨烯许多独特而广泛的应用。
在电池领域中，石墨烯的导电和离子传输特性尤为重要。
由于电池原理是通过电子流和离子流来实现能量的转换和存储，因此石墨烯的导电性和离子传输性能对提高电池性能至关重要。
二. 石墨烯在电池中的应用1. 锂离子电池锂离子电池是目前世界上使用最广泛的电池之一，应用范围广泛，例如手持电子设备、电动车、储能设备等等。
石墨烯材料在锂离子电池中的应用主要体现在电极材料上。
石墨烯具有大的比表面积和高的电导率，因此可以作为锂离子电池的电极材料。
石墨烯与二氧化硅、锂钛酸等材料混合后，可以大大提高电池的容量和循环寿命。
2. 钠离子电池钠离子电池是一类新型电池，它的能量密度比锂离子电池更高，而且钠元素在地球上的丰度要比锂更高，因此，钠离子电池具有很大的市场发展前景。
石墨烯材料在钠离子电池中的应用同样是作为电极材料。
石墨烯与钠离子和聚合物混合后，可以大大提高电池的容量和循环寿命。
3. 超级电容器超级电容器具有高功率密度、长循环寿命、低内阻等优点。
石墨烯材料具有大的比表面积和高的电导率，因此它可以作为超级电容器的电极材料。
石墨烯与多孔碳材料混合后，可以提高超级电容器的容量。
三. 石墨烯在电池中的未来潜力石墨烯在电池中的应用已经得到了初步的发展，但是还有很大的发展空间。
未来的研究可以在以下几个方面展开：1. 石墨烯/硅的复合材料：硅是锂离子电池中很重要的电极材料，但是硅在充电和放电循环过程中容易失稳。
石墨烯电池材料的制备与性能研究
石墨烯电池材料的制备与性能研究石墨烯是一种由单层碳原子组成的材料，具有高导电性和高度机械强度等优良性质，是目前材料领域研究的热点之一。
石墨烯材料在能量存储领域也有广泛的研究应用，其中在电池领域的应用备受关注。
本文将主要探讨石墨烯电池材料的制备与性能研究。
一、石墨烯电池材料的制备由于石墨烯的单层结构和极高的比表面积，使得其作为电极材料有着广阔的应用前景。
目前制备石墨烯材料有多种方法，如化学气相沉积法、机械剥离法、溶液剥离法等。
其中，化学气相沉积法制备的石墨烯材料在电极材料中的应用最为广泛。
化学气相沉积法主要是在惰性气体中将石墨烯材料进行热解或化学反应，然后将过程中产生的气体送入到基板表面得到石墨烯。
与其它方法相比，化学气相沉积法可以制备单晶质量高、具有工业化生产条件、可以控制多层石墨烯等收益。
在石墨烯材料的电池应用中，电化学沉积法也是石墨烯电池材料制备中的一种重要方法。
二、石墨烯电池材料的性能研究石墨烯电池材料具有极高的导电性和高比表面积，并有望替代传统锂离子电池中的石墨负极材料和传统电容器中的活性炭等材料。
石墨烯电池材料的优良性质赋予了其在储能方面有着较高的研究价值。
目前，石墨烯电池材料在超级电容器、铅酸电池、锂离子电池和锂硫电池等领域都有广泛的应用。
值得一提的是，在锂离子电池领域，石墨烯材料作为负极材料的电化学性能得到了很好的提升。
石墨烯电池材料的研究工作中，除了制备工艺，石墨烯材料在电池性能中的变化也是研究的重点之一。
一般来说，石墨烯材料的性能表现与其表面形态和结构密切相关，如石墨烯电池材料的比表面积影响其电容性能与能量密度，孔隙大小、密度等因素将影响这些材料的电荷传输和储存性能。
不仅如此，超级电容器中的石墨烯电池材料的电容性能也受到电解液的影响，这包括电解液的缓冲能力、离子浓度以及容积效应等。
三、未来展望石墨烯电池材料的制备和性能方面的研究将会是一个长期的过程。
随着对其导电性、比表面积和电化学性能等方面的深入研究，石墨烯材料在储能领域的应用将会越来越广泛。
石墨烯产业调研报告
石墨烯产业调研报告1. 引言石墨烯是一种由碳原子形成的二维晶体结构，具有出色的导电性、导热性和机械性能。
自从石墨烯的发现以来，它在各个领域引起了广泛的关注和研究。
本文将对石墨烯产业进行深入调研，分析其发展现状、前景和面临的挑战。
2. 石墨烯的特性与应用石墨烯具有很多独特的特性，如高电导率、高热传导率、高强度和高柔韧性等。
这些特性使得石墨烯在多个领域具有广泛的应用潜力。
例如，在电子器件领域，石墨烯可以用于制备高性能的导电材料和柔性电子设备。
在能源领域，石墨烯可以应用于锂离子电池、超级电容器等领域，提高能源存储和转换效率。
此外，石墨烯还可以用于生物医药、环境治理等领域。
3. 石墨烯产业发展现状目前，全球石墨烯产业正处于快速发展阶段。
石墨烯相关的研究机构、企业和投资者纷纷加入到这个领域，推动了石墨烯产业的发展。
以中国为例，中国政府将石墨烯产业列为战略性新兴产业，并推出了一系列支持政策。
中国的石墨烯企业和研究机构在石墨烯领域取得了一定的研究成果和商业应用。
4. 石墨烯产业的前景与挑战石墨烯产业有着广阔的前景，但也面临着一些挑战。
首先，石墨烯的生产成本较高，限制了其大规模应用。
其次，石墨烯的标准化和产业链完善仍然存在一定的困难，需要进一步加强标准制定和产业协同创新。
此外，石墨烯的环境和安全问题也需要引起足够的重视。
解决这些挑战需要政府、企业和研究机构的共同努力。
5. 石墨烯产业的发展策略为了推动石墨烯产业的健康发展，我们提出以下几点发展策略：5.1 加强政策支持政府应加大对石墨烯产业的支持力度，制定更多的支持政策，包括财政补贴、税收优惠和科研资金的投入等，以促进石墨烯产业的研发和产业化进程。
5.2 推动标准制定与产业链建设加强石墨烯标准制定工作，推动石墨烯产业链的建设。
建立统一的标准体系，促进石墨烯产品的质量和可持续发展。
5.3 加强国际合作与交流加强与国际石墨烯研究机构和企业的合作与交流，共享研发成果和市场机遇，推动石墨烯产业的国际化进程。
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关于石墨烯电池的调研报告0引言《世界报》的一则关于西班牙Graphenano 公司同西班牙科尔瓦多大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池的消息，引起了世界各地的转发与评论，该消息称石墨烯聚合材料电池能够提给电动车1000公里的续航能力，而其充电时间不到8分钟。
为调查此消息的真实性与石墨烯聚合材料电池的可行性，于是检索、收集了大量的资料，并总结做出了自己的调查结果。
1石墨烯简介石墨烯（Graphene ）是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二維材料。
石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因「在二维石墨烯材料的开创性实验」为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收%的光；导热系数高达K m W ⋅/5300，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过s V cm ⋅/215000，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约m ⋅Ω-810，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。
因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。
由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。
特斯拉CEO 马斯克近目在接受英国汽车杂志采访时表示，正在研究高性能电池，特斯拉电动车的续行里程很快将能达到800公里，比目前增长近70％。
其表示，特斯拉始终致力于打造纯电动汽车，将继续革新电池技术，不考虑造混合动力车。
特斯拉Model3电动汽车的续行里程有望达N320公里，售价约为万美元。
[]《功能材料信息》 2014年第11卷第4期 56-56页据悉，石墨烯兼具高强度、高导电性、柔韧性等优点，应用于锂电池负极材料后，可大幅度提高其电容量和大倍率充放电性能 ，或成特斯拉电池的理想材料。
特斯拉研究高能电池石墨烯或为理想材料这项新技术的核心在于，新型多孔石墨烯材料含有巨大的内部表面区域，因此能实现在极短时间内充电。
所充电能量与普通锂电池的电能量相当。
更重要的是，石墨烯电池电极在经过1万次充放电之后。
能量密度并未出现明显损失。
这种多孔石墨烯材料的超级电容，还可以为电动车节省大量的能量"如今，电动车的电能浪费现象仍旧普遍存在"1新闻方面首先，我从网上搜索了相关的新闻，包括ZOL 新闻中心科技频道的“”说道“这项突破性研究，为人类认知石墨烯等材料特性带来全新发现，并有望为燃料电池和氢相关技术领域带来革命性的进步”；21世纪经济报道的“”说道“2014年12月初，西方媒体报道，西班牙Graphenano 公司和西班牙科尔瓦多大学合作研发的石墨烯电池，一次充电时间只需8分钟，可行驶1000公里。
它被石墨烯研究者称做‘超级电池’”并且中国石墨烯产业技术战略联盟秘书长李义春12月24日对21世纪经济报道记者称“我们现在还在了解情况，正在求证西班牙这种电池的具体情况，如果确认是这样的，那确实是革命性的变化出来了”；东莞市锂辉电池科技有限公司的一篇文章“”更是揭露了“在Envia事件里，人性的贪婪自私和虚伪都暴露得淋漓尽致”；另外还查看了相关论坛，评论者对这则新闻的真实性表示怀疑，比如“8分钟？输入端至少得1000A，普通住宅都是32A的电，很多老旧小区才10A，而且1000A 需要的线难以想象”，但也不乏有支持者“理论到实践再到应用于社会，这只是一个时间上的问题”。
对于这则爆炸性的新闻的真实性我们无法真实，但是其可行性对石墨烯研究者以及电池研发者们确实提供了一个研究方向。
IT之家的一则消息，“”，此超级电容是由石墨烯作为最重要的组成材料而制成的。
但由于它是一个超级电容，因此Zap&Go在充满电后电量会慢慢流失，大约3天损失20%的电量。
作为急需之用，其发展前景还是很大的。
锂电池传统制造强国是日本和韩国，在石墨烯电池上他们也正在抢夺技术先机，韩国科学家早在去年11月就宣布，最新发明的石墨烯超级手机电池，可存储与传统电池等量的电量，但充电时间只需16秒。
李义春介绍说，目前国内对石墨烯电池的研究进展顺利，一些高校研发团队和深圳的企业进行合作，研究已经进入了中试阶段，“预计2015年上半年就可能实现量产，性能会有很多提升。
比如可以在不增加多少成本前提下，增加锂电池的充放电次数，提高电池安全性等。
”不过，据石墨烯电池研究人士透露，目前国内主要研究的是石墨烯运用到锂电池上，而非全新体系的“超级电池”，所以国内技术和超级电池有一定差距。
国家相关部门对此很重视，2015年出台的“十三五”新材料规划可能将石墨烯纳入其中。
[]中国粉体工业2文献方面为证实其可行性，于是我查阅了大量相关的文献并对文献内容进行了分析与整理。
特斯拉聚焦下一代电池革新石墨烯材料或成行业突破方向公开资料显示，近年来石墨烯等新型负极材料的研发与应用，开始受到业内的关注。
石墨烯是一种新型材料，是已知材料中最薄的一种。
由于它的电阻率低，电子迁移的速度极快，表面积大和电性能良好，被科学家认为是锂离子电池的理想电极材料。
研究证明，将石墨烯应用于锂离子电池负极材料中，可以大幅度提高负极材料的电容量和大倍率充放电性能。
石墨烯可阻止复合材料中纳米粒子的团聚，缓解充放电过程中的体积效应，延长材料的循环寿命。
粒子在石墨烯表面的附着，可减少材料形成SEI膜过程中与电解反应的能量损失。
刘重才，陈晓力.上海证券报2014-07-23香港理工大学的研究人员声称，他们研制成功一种新型的只依靠周围环境热量运行的石墨烯电池。
据说该装置能捕捉溶液中的离子热能，并将其转换成电能。
由于电子在石墨烯中以极高的速度运动，它们在碳基材料中的运动速度显然要比在离子溶液中快得多。
因此，被释放的电子自然更倾向于穿过石墨烯电路而不是溶液。
这就是该装置产生电压的原理将所制备的材料作为锂离子电池负极材料，用恒流充放电测试、循环伏安法、交流阻抗法等电化学测试手段综合考察了材料的电化学性能。
结果表明，所制备的材料表现出了良好的电化学性能，包含石墨烯的纳米复合结构材料能够提供缓冲层有效缓解活性材料的体积膨胀，防止活性材料粉化团聚，进而提供良好的电子接触性，延长电极材料的循环寿命。
石墨烯及其复合材料在锂离子电池中的应用（摘要）1.在负极复合材料中，石墨烯不仅可以缓冲材料在充放电过程中的体积效应，还可以形成导电网络提升复合材料的导电性能，提高材料的倍率性能和循环寿命。
通过优化复合材料的微观结构，例如夹层结构或石墨烯片层包覆结构，可进一步提高材料的电化学性能。
在正极复合材料中，石墨烯形成的连续三维导电网络可有效提高复合材料的电子及离子传输能力。
此外，相比于传统导电添加剂，石墨烯导电剂的优势在于能用较少的添加量，达到更加优异的电化学性能。
石墨烯可以更广泛地应用于改性其他负极材料，制备出电化学性能更加优异的石墨烯复合材料。
1.石墨烯在负极材料中的应用石墨烯作为负极材料的电化学性能在2003年已有理论方面的研究。
相比于其他碳，石墨材料，石墨烯是以单片层单原子厚度的碳原子无序松散聚集形成，这种结构有利于锂离子的插入，在片层双面都能储存锂离子，形成Li2C6结构理论容量(744mAh/g)明显提高。
研究者进一步通过分子轨道理论计算发现石墨片层间距是储锂的最佳层间距。
此时锂离子以双层形式存储在石墨片层结构的空穴中，这种层间距也能有效防止电解质进入片层间，发生形成SEI 膜的不可逆反应。
同时，石墨烯自然形成的皱褶表面也为锂离子提供了额外的存储空穴。
因此，石墨烯的微观形貌和结构很大程度上决定了石墨烯作为锂离子电池负极材料的电化学性能。
石墨烯改性负极材料石墨烯可以更广泛地应用于改性其他负极材料，制备出电化学性能更加优异的石墨烯复合材料。
石墨烯复合材料的制备关键是使纳米颗粒均一分散在单层或多层石墨烯表面及层间其改性效果的好坏主要取决于两种材料的混合或复合效果。
以下分别分析和评述石墨烯在不同负极材料中的改性效果，以及不同石墨烯的掺杂方法对这些材料电化学性能的改善。
王等提出通过碳包覆合金-石墨烯复合材料以进一步改善纳米合金颗粒与石墨烯之间的导电性能。
获得的Sn-Sb合金纳米颗粒-氧化石墨烯在C2H2的气氛中以5000C烧制2h氧化石墨烯被还原，Sn-Sb合金作为催化剂促进C2H2的分解，在Sn-Sb纳米颗粒外形成碳包覆，碳包覆层厚度在5-10nm。
这层包覆能有效控制金属在充放电过程时的体积收缩膨胀效应，同时，碳的导电性能增强了金属和石墨烯之间的电子传输能力。
碳包覆后的Sn-Sb石墨烯复合材料的循环性能和倍率性能明显提高。
在2C和5C倍率充放电下，脱锂比容量能分别稳定保持在660-700mAh/g和400-450mAh/g。
相比于Sn-Sb/石墨烯复合材料的金属纳米颗粒（5-10nm），虽然碳包覆后的金属纳米颗粒变大（50-150nm），但材料的循环稳定性因碳包覆的作用有了明显提高，证明控制纳米颗粒的尺寸不是获得良好稳定性的唯一途径。
在制备石墨烯复合材料时不能为了提高材料的容量一味增加有更高理论容量的金属纳米颗粒的含量，这将会导致石墨烯在复合材料中不能起到结构支撑作用，引起材料的循环性能下降。
当两种材料比例适中时，两者间的协同作用达到最佳，复合材料兼具高比容量和良好循环稳定性。
但由于制备方法的差异，不同研究者发现的最佳复合比例不尽相同。
因此对协同效应机理的研究还需进一步深入。
石墨烯改性硅基材料Wei等通过化学气相沉积法利用一维的碳纳米纤维和二维的石墨烯片层组装成新型的三维碳负极材料。
这种材料的微观多孔结构能有效缩短锂离子扩散距离，有利于锂离子和电子在材料中的快速储存和传输。
因此，这种复合材料有较高的可逆比容量667mAh/g，较好的循环性能和高倍率性能。
Yushun等采用气相沉积法在石墨烯片层表面形成连续的Si膜，然后在丙烯中高温处理材料，在材料表面形成碳包覆，在增强导电性的同时也可以防止硅的氧化。
这种复合材料具有由卷曲的二维纳米石墨烯片层组成的三维多孔颗粒结构，缓冲了Si充放电时的体积变化，且能形成稳定的SEI膜。
复合材料在1400mAh/g电流密度下有超过1000mAh/g的脱锂比容量，且循环稳定性好。
此外，石墨烯的高比表面积能有效提高Si在其表面的沉积速率，可以满足生产运用的要求。
但是采用化学气相沉积制备Si膜的成本较高，而且使用的原料硅烷极易自燃，生产时需格外注意安全问题。
Ma等，使用喷雾干燥法制备出具有浴花形状的高性能硅-石墨烯复合材料。
该复合材料不仅容量高，而且具有较好的循环性能，在200mAh/g电流密度下进行恒流充放电测试，30次循环后的可逆容量仍能保持在1502mAh/g，容量保持率高达98%。