锂离子电池的关键原材料石墨在2015年媒体预测石墨需求量大,所以要满足电动汽车用锂离子电池的增长需求。由于大型电动车电池需要大约25千克(55磅)的石墨用于锂离子阳极,因此推测石墨可能供不应求。虽然价格和消费一直低迷,但有迹象表明需求正在缩小。
对于传统的石墨阳极,锂离子积聚在阳极的外表面周围。通过使锂离子穿过尺寸为10-20nm的石墨烯薄片的微孔,石墨烯具有更优雅的解决方案。这保证了最佳的存储区域和易于提取。一旦可用,估计这种电池比具有常规石墨阳极的锂离子电池存储的电能多十倍。通过向阴极添加氧化钒实现石墨烯的进一步改进。据说具有这种增强功能的实验电池在20秒内再充电,并在1000次循环后保持90%的容量。石墨烯也在超级电容器中进行测试,以提高比能量密度,以及太阳能电池。下图显示了使用扫描探针显微镜(SPM)可见的石墨烯的独特晶格。
几十年来,科学家们对石墨烯的奇迹进行了理论研究,但没有商业产品专门使用这种明显的奇迹材料。石墨烯的奇迹很可能在铅笔和其他产品中不知不觉地被使用了几个世纪,所以要更好地了解其机制,最终将导致产品的改进。