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找准细分市场

石墨烯虽具有独特储能性能，但是作为一种新的材料，石墨烯从材料到器件的过程中存在两个关键问题需要面对和解决。

首先，石墨烯储能器件体积能量密度低。石墨烯由于高度纳米化，其堆积密度非常低(3～5g/L)，这在很多领域都是非常重要的优势。然而在超级电容器或锂离子电池中，相同体积内充填的电极材料质量少，限制了其进一步发展。所以石墨烯若想在储能器件的实现真正应用，必须解决这一问题。可通过构筑多级以及复合结构，提高石墨烯电极材料的堆积密度，进而改善石墨烯电容器的体积比电能。

其次，石墨烯在电极制备过程中分散难度大。作为储能材料，石墨烯的独特优势来源于其单层或少数几层的微观结构，如在组装过程中发生堆叠或团聚，则其纳米效应就无法充分发挥。电极的制备过程中，首先将活性材料、粘结剂、导电剂在溶剂中均匀分散，形成高粘度浆料，随后涂覆于金属集流体上烘干，并辊压裁剪而成。由于石墨烯的高比表面能和低体密度，其在浆料中倾向于团聚堆叠，难以形成均一体系，导致涂布工艺无法进行，性能也大打折扣。所以必须采取措施抑制片层堆叠，使电极中的石墨烯仍保持均匀分散状态。

受微观结构、表观特性和性价比等限制，石墨烯在储能器件中似乎并不适于作为主体材料使用。但依托其高电导率、大比表面积和二维结构特点，石墨烯作为新型导电剂优势更加明显，有望逐步替代现有的炭黑和石墨等填料。与炭黑和碳纳米管相比，二维结构的石墨烯更易在电极中形成导电网络，并对电极材料形成包覆，降低颗粒接触电阻和器件内阻，提升储能系统功率密度。因此，与传统导电填料相比，在均匀分散的前提下，更小的石墨烯添加量即可实现更好的导电效果。

目前，很多人相信石墨烯是“二十一世纪颠覆性的新材料”，石墨烯储能的爆炸性新闻也层出不穷。但事实上，没有任何一种材料可以包打天下，未来的材料市场将更注重细分。作为一种新材料，石墨烯的确拥有很多优异的性能，但新的不代表是最好的，也不一定非要颠覆传统。储能器件的组装与应用作为系统工程，涉及到材料、电解液和隔膜等单元的匹配问题，也与工艺过程息息相关。石墨烯用于储能既有长处，也有短板，比如纳米材料与传统储能器件制作工艺的兼容性问题。我们只有补齐这些短板，才能真正让石墨烯在储能领域发出光芒。无论如何，这一切都是基于扎实的技术积累，而非概念炒作。

原标题：氧化还原法石墨烯制备与储能应用

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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