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《碳材料在电化学储能中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第,"卷第%期电化学YD3(',"'''CD('%,$"-年",月O)HPC+QR)S':Q:E1P)ET:UVW1PXJ2A('',$"-!"#!"$("8,$6Z[(232A@DA]2;("-$6*-./&%012#3!"$$%.8*9"5,$"-7$%.$-$-."8''$%&'&(%)4'!('"#$%&'(%)$*('*+,-G'+,5%74'-$-.-"9'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''!4&&54ZZ232A@DA]2;(^;_&2`_&AB碳材料在电化学储能中
2、的应用!梁骥!闻雷!成会明!李峰!中国科学院金属研究所先进炭材料研究部"辽宁沈阳""#$"%#摘要!电化学储能材料是电化学储能器件发展及性能提高的关键之一&'碳材料在各种电化学储能体系中都起到了极为重要的作用"特别是近期出现的各类新型碳材料为电化学储能的发展带来了新动力"并展现了广阔的应用前景('本文综述了碳材料"特别是以碳纳米管和石墨烯为代表的纳米碳材料"在典型电化学储能器件!锂离子!钠离子电池$超级电容器和锂硫电池等%$柔性电化学储能和电化学催化等领域的研究进展"并对碳材料在这些领域的应用前景进行了展望('关键词!碳材料&电化学&储能&催化&锂硫&氧还
3、原中图分类号!)%*%'''''''''''''''''''''''''''!!!!!!!!!!!''''''''''''文献标识码!+!!交通$信息等领域的高速发展"对具有高能量!碳材料具有结构多样$表面状态丰富$可调控功率密度$长寿命$安全$廉价以及环境友好等特性强$化学稳定性好等优点"同时具有优异的电输性的电化学储能器件提出了愈加迫切的需求&R为运特性和高活性表面"长久以来一直是各类电化实现电化学储能器件的快速充放电"需提高其功学储能器件的理想材料"同时也是电化学储能体率密度&为增强续航能力"需提高其能量密度&为系中的关键组分"以活性物质$导电剂$包
4、覆层$柔延长使用寿命"需提高其循环性能&为实现便携性基体$电催化剂!载体%等多种形式应用于电化性"需轻$薄$可弯折等特性"而影响这些性能的根学储能器件!体系中并发挥重要作用&R特别是以碳本因素在于电化学储能材料(电极材料%的特性&R纳米管和石墨烯为代表的新型碳纳米材料"具有因此"研究开发高性能$低成本的电极材料是电化优异的导电性$高比表面积和可构建三维网络结学储能器件研发工作的核心&R构的特点"在电化学储能领域表现出巨大的应用a,b目前"高性能电极材料已成为材料和电化学潜力"近年来得到了快速发展&R储能应用研究领域的热点"而针对未来的电池系,碳材料概述统"
5、如锂硫电池和柔性电池等"电极材料的研究具碳材料的发展不断给科学和研究拓展新的领有更大的科学意义和应用潜力"并受到了广泛关域并带来新的方向&R从上个世纪发现的富勒烯$碳注&R然而电化学储能体系十分复杂"诸多热力学和纳米管到近期出现的石墨烯和石墨炔一直被广大动力学行为)包括化学$物理$力学等行为%在电化研究人员和产业部门所关注"形成了持续热点&R碳学过程中于不同尺度同时发生"这些行为与电极元素在自然界中广泛存在"具有构成物质多样性$材料的结构和性质密切相关"但由于研究手段的特异性特点&R作为单质"碳原子可由cd"$cd,$cd8三制约"人们对这些行为的认识并不
6、深入&R尽管对于种杂化方式形成结构和性质完全不同的固体&R其电化学储能的材料和器件的研究已经取得较大进中"cd,杂化的碳原子构成的碳质材料形式最为多展"但迄今尚未取得根本性的突破"目前的电化学样"新型碳材料基本都是以cd,杂化为主&R储能材料难以满足未来新型电子器件的要求a"b&R,cd杂化的碳材料由石墨片层或石墨微晶构收稿日期',#"-.#/."""修订日期',#"-."".#*''''0通讯作者"1234'56%.,*768/9$$%-":.;<=3'>3=?=;@(7、目5CD(',$""EF/8,%$*G',$"*EF/8,*$,7$国家自然科学基金5CD('-",,",%*"CD('-"-,-,$%"CD('-""9,,8/"CD('-"89,,-8"CD('H"*$",*8%7$中国科学院战略性科技先导专项5CD('IJ+$"$,$8$*7和重点部署项目5CD&'KLMJ.:N.1$%7资助!$02!电化学!"#$年!成%&'(杂化碳原子形成以六元环为基本单元的单扩散!提高电极材料的利用率'!%碳材料较大的比层碳原子片层!片层直接弯曲并拼合形成一维碳表面积可有效固定$分散和担载活性物质!防止电纳米管%&单层或少层堆
8、叠形成二维石墨烯!而多层极材料发生团聚及流失!其大的孔容及丰富的孔
