石墨烯在锂离子电池材料性能优化中的应用

结合当前利用石墨烯材料特殊二维结构、优良物理化学特性来改善锂离子电池较低能量密度、较差循环性能等缺陷的研究热点,综述石墨烯材料及石墨烯复合材料在锂离子电池正极、负极材料中的研究进展,指出现有电极材料的缺陷和不足,讨论作为锂离子电池电极的石墨烯复合材料结构与功能调控的重要性,并简要评述石墨烯在相关领域中所面临的挑战和发展前景。     

基于电化学模型的锂空气电池仿真

基于COMSOL仿真平台,建立一维电化学模型,研究放电电流密度、氧气浓度、氧气扩散速率以及Li+扩散系数等因素对电池性能影响。结果表明:当放电电流密度从0.05 m A/cm~2增大到0.5 m A/cm~2时,锂空气电池的放电比容量由1256.4 m A?h/g下降到139.2 m A?h/g;在放电电流密度为0.1m A/cm~2条件下,外界氧气浓度从4.73mol/m~3增加到18.92 mol/m~3时,电池比容量从371.2 m A?h/g增加到1274.5 m A?h/g,表明提高外部环境的氧气浓度有助于提高电池比容量;氧气扩散速率为电池反应的速度控制步骤。当氧气扩散系数从3.5×10-10 m~2/s提高到7×10-9 m~2/s时,电池的容量从373.0 m A?h/g增加到2352.1 m A?h/g;而提高Li+的扩散系数对电池的比容量几乎没有影响。