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2021-09-18
顆粒在線訊：對(duì)可穿戴電子設(shè)備日益增長(zhǎng)的需求需要具有高穩(wěn)定性和理想能量密度的柔性電池。通過(guò)低成本硫的多電子化學(xué)，柔性鋰硫電池（FLSB）由于其高理論能量密度而得到越來(lái)越多的研究。然而，F(xiàn)LSB 的實(shí)施面臨著一些障礙，包括其實(shí)際能量密度低、壽命短和靈活性差。各種基于石墨烯的材料已被應(yīng)用于解決這些問(wèn)題。石墨烯具有良好的導(dǎo)電性和柔韌性，與其他活性/催化/柔性材料表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)，形成多功能石墨烯基材料，在FLSBs中發(fā)揮著舉足輕重的作用。
圖 2. 代表用于 FLSB 的石墨烯基材料的示意圖。
清華-伯克利深圳研究院、北京航空航天大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)總結(jié)了基于石墨烯的 FLSB 材料的最新進(jìn)展。作者首先簡(jiǎn)要介紹石墨烯和石墨烯基材料的各種配置，然后是 FLSB 中的挑戰(zhàn)，并提出同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)械性能、能量密度和循環(huán)穩(wěn)定性是關(guān)鍵。隨后，主要內(nèi)容將集中在石墨烯基材料在 FLSB 的關(guān)鍵部件中的應(yīng)用，包括柔性硫基正極、柔性鋰基負(fù)極和柔性?shī)A層——分析強(qiáng)調(diào)由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和石墨烯功效而導(dǎo)致的性能增強(qiáng)。特別關(guān)注精確的納米結(jié)構(gòu)、石墨烯功效、界面效應(yīng)和電池布局，以實(shí)現(xiàn)具有良好柔韌性、能量密度和循環(huán)穩(wěn)定性的 FLSB。最后，在取得的成就的基礎(chǔ)上，提出了未來(lái)的展望和個(gè)人見(jiàn)解。
圖 7. 用石墨烯改性的一維材料
相關(guān)論文以題為Graphene-Based Materials for Flexible Lithium–Sulfur Batteries發(fā)表在《ACS Nano》上。通訊作者是清華-伯克利深圳研究院周光敏副教授、北京航空航天大學(xué)邢雅蘭博士。
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