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天大楊全紅最新Materials Today: 石墨烯實(shí)現(xiàn)的緊湊型儲(chǔ)能：挑戰(zhàn)、策略和進(jìn)展

“緊湊型儲(chǔ)能”是指在盡可能緊湊的空間內(nèi)儲(chǔ)存盡可能多的能量，是解決電化學(xué)儲(chǔ)能裝置（電池等）“空間焦慮”問(wèn)題的唯一途徑。由石墨烯單元構(gòu)建的碳材料可用作活性電極或非活性關(guān)鍵材料，充當(dāng)多孔微納米反應(yīng)器，促進(jìn)電池反應(yīng)并在優(yōu)化電極和電池的體積性能方面發(fā)揮重要作用。

在此，天津大學(xué)楊全紅教授等人討論并闡明了緊湊型儲(chǔ)能的關(guān)鍵問(wèn)題和具體策略，尤其是在電池方面，闡述了電池致密化電極材料與其有限的高體積電化學(xué)性能之間存在著沖突。

作者將超級(jí)電容器中總結(jié)的策略和方法（材料到電極然后到設(shè)備）擴(kuò)展到可充電電池，總結(jié)了通過(guò)控制鋰/鈉/鉀/鋰硫電池中納米碳的組織來(lái)實(shí)現(xiàn)緊湊型儲(chǔ)能的最新進(jìn)展。

圖1. 緊湊型儲(chǔ)能的挑戰(zhàn)和原理

對(duì)于緊湊型儲(chǔ)能器件的未來(lái)實(shí)際發(fā)展，作者特別強(qiáng)調(diào)應(yīng)更加關(guān)注循環(huán)穩(wěn)定性、快速充電能力和熱安全性，這些關(guān)鍵部分都應(yīng)在相應(yīng)的碳設(shè)計(jì)中詳細(xì)討論以解決這些問(wèn)題。

本研究綜述了從材料到電極再到電池的緊湊型儲(chǔ)能策略，為如何通過(guò)使用定制的碳結(jié)構(gòu)致密化電極來(lái)生產(chǎn)緊湊型高能電池提供指導(dǎo)。

圖2. 緊湊型儲(chǔ)能的最新進(jìn)展和未來(lái)方向總結(jié)

Compact energy storage enabled by graphenes: Challenges, strategies and progress, Materials Today 2021. DOI: 10.1016/j.mattod.2021.07.026

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