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石墨烯可显著提升锂离子电池、超级电容器等储能器件的性能

石墨烯作为添加剂或改性剂在提升锂离子电池性能、缩小电池体积方面潜力巨大。美国特种化工品生产商卡博特公司2013年就推出石墨烯基导电添加剂，用以提升锂离子电池的能量密度。美国原军i用电池供应商A123系统公司亦早已布局研发石墨烯增强的磷酸铁锂电池技术。美国能源部阿贡国家实验室开发的采用石墨烯基电极的锂—氧电池，储存的能量高达现有锂离子电池的5倍。

相比电池，石墨烯在超级电容器中的应用前景更被期待，其较高的比表面积可存储更多的静电荷，被认为是超级电容器中活性炭的替代者。另外，石墨烯基超级电容器还具有更轻、柔性更好、力学性能更佳的特点。

高分辨率的复杂石墨烯三维结构

石墨烯是由六边形晶格组织的单层碳原子，当石墨烯片整齐地堆叠在彼此之上并形成三维形状时，就变成了石墨。由于石墨材料是简单的由石墨烯堆叠在一起的，所以这种材料的机械性能非常差。但是如果石墨烯片与充满空气的孔分离，则三维结构可以保持石墨烯的属性，这种多孔石墨烯结构称为石墨烯气凝胶。

弗吉尼亚理工大学先进制造与超材料实验室主任Xiaoyu Zheng表示，工程学院与LLNL的研究人员可以设计由相互连接的石墨烯片组成的三维拓扑结构，这种新的设计方式和增材制造的制造自由度，将优化石墨烯气凝胶的强度、导电性、质量输运、强度和重量密度。

以前，研究人员使用基于材料挤出工艺的3D打印技术制造三维石墨烯，石墨烯干燥机，但这一技术分辨率有限，这限制了石墨烯材料的自由造型。而新的3D打印方法能够将这些单层的石墨烯材料设计成任何想要的三维结构，并具有高分辨率。

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什么是石墨烯电池？

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维材料。石墨烯目前是世上薄却也是坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，同时也是世界上电阻率i小的材料。

所谓的石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。作为目前薄、坚硬、导电导热性能强的一种新型纳米材料，石墨烯的概念自2004年问世以来一直备受关注。

以动力电池领域为例，石墨烯是具有良好应用前景的锂离子电池正负极材料。同时，石墨烯干燥机报价，石墨烯聚合材料电池的重量仅为传统电池50%，石墨烯干燥机哪家好，成本将比锂电池低77%。从性能来看，石墨烯锂电池充电一次，耗时也不超过10分钟。

由于其独有的特性，石墨烯被称为“神奇材料”，科学家甚至预言其将“彻底改变21世纪”。

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石墨烯电池优势

石墨烯被科学家誉为“新材料之i王”，是人类已知强度高、韧性好、重量轻、透光率高、导电性佳的新型纳米材料，将其运用到电池中，电池具有充放电时间快、储能密度大、续航长等特点，行对石墨烯电池技术寄予很高的期望，石墨烯干燥机设备，成为了车企及研究机构研发的重点。

石墨烯电池进展

石墨烯电池的优势不仅对于新能源汽车行业有帮助，在如手机电池等其他电器电池方面也有很多的帮助作用。据了解，珠海聚碳和哈工大合作成立石墨烯电池实验室，剑指汽车动力电池技术，目前研发石墨烯聚合材料电池的储能量是传统电池产品的三倍，用此电池提供电力的电动汽车能行驶超1000公里，且充电时间大大减少，电池的重量不足传统电池的一半。

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工作原理

两种（或多种）气体，由气体钢瓶经减压阀减压（所需压力≤0.05MP）后输入到气体供（混）气系统，再通过流量计调节每一组分的体积流量，输出预定比例关系的混合气体，达到实验所需的气氛。严禁氢气和氧气同时供气，保证安全。

将供（混）气系统进口的连接头接到15Mp的供气钢瓶减压阀上，选择连接好两种或多种气体，按顺序开启供气钢瓶上的阀门、供（混）气系统上对应的截止阀及流量计旋钮，再旋转减压阀旋钮增大气体压力，调节气体流量，输出所需要的压力和流量。

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微波法制备石墨烯

石墨烯( Gr) 是一种由sp2 杂化的碳原子以六方形格子的形式成键形成的新型二维( 2D) 碳纳米材料。由于其π电子超共轭效应和特殊的结构，使其具有优异的电学与光学性i能、力学性能、热传导性能、极高的电荷载流子迁移率、出色的机械强度和柔韧性以及大的比表面积。G微波法制备石墨烯时，前驱体吸收微波，微波能量通过石墨化结构中π电子的移动转化为热能，将前驱体中的含氧官能团以及掺杂的物质快速分解成CO2和H2O 气体。当这些气体产生的压力超过片层间的范德华力时，石墨层之间剥离开，从而得到石墨烯。该法不仅剥离效果较好，而且制备过程避免了使用化学还原剂，是一种非常有前景的绿色制备方法。

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