中國粉體網(wǎng)訊 電子,、交通等領(lǐng)域的高速發(fā)展,，對具有高能量/功率密度,、長壽命,、安全、廉價以及環(huán)境友好等特性的電化學(xué)儲能器件提出了愈加迫切的需求,。研究開發(fā)高性能,、低成本的電極材料是電化學(xué)儲能器件研發(fā)工作的核心。
碳材料具有結(jié)構(gòu)多樣,、表面狀態(tài)豐富,、可調(diào)控性強、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點,，同時具有優(yōu)異的電輸運特性和高活性表面,， 因而一直是電化學(xué)儲能材料的理想選擇。
近年來,，納米碳材料快速發(fā)展,，其獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能為其在電化學(xué)儲能領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的機遇。特別是以碳納米管和石墨烯為代表的新型碳納米材料,， 具有優(yōu)異的導(dǎo)電性,、 高比表面積和可構(gòu)建三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等特點,， 在電化學(xué)儲能領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，近年來得到了快速發(fā)展,。
1.在鋰離子電池中的應(yīng)用
鋰離子電池是目前綜合性能最為優(yōu)良的二次電池,，碳納米管和石墨烯等碳材料在鋰離子電池中常作為負極材料、導(dǎo)電劑或復(fù)合電極材料中使用,。特別是在導(dǎo)電劑中,，碳納米管已逐漸開始取代碳黑，成為鋰離子電池的新一代導(dǎo)電劑,。
碳納米管作為導(dǎo)電劑
石墨烯基復(fù)合結(jié)構(gòu)示意圖
2.在超級電容器中的應(yīng)用
在超級電容器中,，碳材料是最早應(yīng)用、也是目前研究最為廣泛的電極材料,。研究發(fā)現(xiàn),，石墨烯作為一種二維碳材料，具有很高的比表面積和電導(dǎo)率,，化學(xué)法制備的石墨烯還具有豐富的表面官能團,，是非常理想的超級電容器電極材料；碳納米管具有均一的孔徑分布,、高比表面積,、高電導(dǎo)性和高電化學(xué)穩(wěn)定性，作為超級電容器的電極材料具有較大的潛力和應(yīng)用前景,。
3. 在電催化領(lǐng)域中的應(yīng)用
除各類電化學(xué)儲能器件外，各種碳納米材料在電化學(xué)催化領(lǐng)域也發(fā)揮著不可或缺的作用,。近年來,，碳材料正由傳統(tǒng)的高導(dǎo)電性催化劑載體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧婢叽呋钚缘拇呋牧希菏┚哂袃?yōu)異的導(dǎo)電性、巨大的比表面積,、良好的熱和化學(xué)穩(wěn)定性等,，是碳基氧還原電催化劑的理想選擇。
不管是零維富勒烯,、一維碳納米管,、還是二維的石墨烯及多種碳基復(fù)合材料的合成，碳納米材料吸引著世界的目光,。在電化學(xué)領(lǐng)域,，擁有獨特結(jié)構(gòu)和優(yōu)異性能的碳納米材料，無論是作為催化劑還是儲能材料,，都有著廣闊的應(yīng)用前景,。
