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《石化技术与应用》[ISSN:1009-0046/CN:62-1138/TQ]

期数:

2023年1期

页码:

73-77

栏目:

出版日期:

2023-01-10

文章信息/Info

Title:

Preparation technology and electrochemical application of graphene

文章编号:

1009-0045（2023）01-0073-05

作者:

陈洪派1; 杨行2; 刘银东2*; 王路海2; 商辉1

1.中国石油大学（北京） 重质油国家重点实验室，北京 102249；2.中国石油石油化工研究院，北京102206

Author(s):

CHEN Hong-pai 1; YANG Hang 2; LIU Yin-dong 2; WANG Lu-hai2; SHANG Hui1

1.State Key Laboratory of Heavy Oil Processing， China University of Petroleum（Beijing）， Beijing 102249，China； 2.Petrochemical Research Institute，PetroChina， Beijing 102206， China

关键词:

石墨烯; 制备方法; 电化学; 储能; 超级电容器; 二次电池

Keywords:

graphene;  preparation method;  electrochemical property;  energy storage;  supercapacitor;  secondary batterie

分类号:

TQ 127.11

DOI:

DOI：10.19909/j.cnki.ISSN1009-0045.2023.01.0073

文献标识码:

A

摘要:

综述了石墨烯材料制备方法及其在电化学领域应用的研究进展，对不同制备工艺所用原料、产品的形貌结构和尺寸等进行了对比，并展望了石墨烯材料在超级电容器、二次电池等方面的应用前景。指出如何利用廉价原料，简单工艺实现高品质石墨烯产品生产，并针对不同的电化学储能器件，充分发挥石墨烯特有的结构优势是今后的研究热点。

Abstract:

The research progress of graphene materials′ preparation methods and electrochemical applications were reviewed. The raw materials used in different graphene materials preparation processes and the morphology， structure and size of products were compared. The applications of graphene in supercapacitors and secondary batteries were prospected. It was pointed out that the production of high-quality graphene products with cost effective raw materials and simple process and making full use of the unique structural advantages of graphene for different electrochemical energy storage devices were the research hotspots in the future.

参考文献/References

［1］ 郑琼，江丽霞，徐玉杰，等.碳达峰、碳中和背景下储能技术研究进展与发展建议［J］.中国科学院院刊，2022，37（4）：529-540.［2］ Novoselov K S， Fal’Ko V I， Colombo L， et al. A roadmap for graphene［J］.Nature，2012， 490（7419）：192-200.［3］ Alan P K， Andressa T S， Diego P P， et al. The worldwide graphene flake production［J］. Advanced Materials， 2018， 30（44）：563-568.［4］ 杨旺，李云，田晓娟，等.超临界CO2剥离法制备石墨烯的过程强化研究［J］.化工学报，2020，71（6）：2599-2611.［5］ 朱广奇，齐艳玲.电沉积铜箔CVD工艺生长缺陷可控少层石墨烯［J］.南京工业大学学报（自然科学版），2021，43（5）：621-628.［6］ Ohta T， Gabaly F E， Bostwick A， et al. Morphology of graphene thin film growth on SiC（0001）［J］. New Journal of Physics， 2008， 10（2）：652-663.［7］ Huang Q， Chen X， Liu J，et al. Epitaxial graphene on 4H-SiC by pulsed electron irradiation［J］. Chemical Communications， 2010， 46（27）：4917-4919.［8］ Huang L， Wu B， Chen J， et al. Gram-scale synthesis of graphene sheets by a catalytic arc-discharge method［J］. Small， 2013， 9（8）：1330-1335.［9］ 帅骁睿，张鹏程，张正卿，等.氧化还原法石墨烯绿色制备技术研究进展［J］.化工管理，2020（29）：31-34.［10］ Xu C， Ning G， Zhu X， et al. Synthesis of graphene from asphaltene molecules adsorbed on vermiculite layers［J］.Carbon， 2016， 19（1）：916-921.［11］ 魏伟. 金属次表层物种调控二维原子晶体外延生长的原位表面研究［D］.合肥：中国科学技术大学， 2018.［12］ 张亚婷，张博超，张建兰，等.“自下而上”化学合成纳米石墨烯的研究进展［J］.化工学报，2020，71（6）：2628-2642.［13］ Kosynkin D V， Higginbotham A L， Sinitskii A， et al. Longitudinal unzipping of carbon nanotubes to form graphene nanoribbons［J］. Nature， 2018， 458（7240）：872-876.［14］ 许壮，高召顺，韩立，等.电子束热处理快速制备石墨烯技术［J］.材料导报，2020，34（6）：6006-6009.［15］ Hsieh C T， Teng H.Influence of oxygen treatment on electric double-layer capacitance of activated carbon fabrics［J］. Carbon， 2002， 40（5）：667-674.［16］ Stoller M， Park S， Zhu Y， et al. Graphene-based ultracapacitors［J］.Nano Letters， 2008， 8（10）：3498-3502.［17］ He X， Zhang N， Shao X， et al. A layered-template-nanospace-confinement strategy for production of corrugated graphene nanosheets from petroleum pitch for supercapacitors［J］. Chemical Engineering Journal， 2016， 297：121-127.［18］ Bong， Gill， Choi， et al. 3 D macroporous graphene frameworks for supercapacitors with high energy and power densities［J］. ACS Nano， 2012， 6（5）：4020-4028.［19］ Yang W， Gao Z， Wang J， et al. Hydrothermal synthesis of reduced graphene sheets/Fe2O3 nanorods composites and their enhanced electrochemical performance for supercapacitors［J］. Solid State Sciences， 2013， 20（7）：46-53.［20］ Su F Y， You C， He Y B， et al. Flexible and planar graphene conductive additives for lithium-ion batteries［J］.Journal of Materials Chemistry， 2010， 20：9644-9650.［21］ Tang R， Yun Q， Lv W， et al. How a very trace amount of graphene additive works for constructing an efficient conductive network in LiCoO2-based lithium-ion batteries［J］. Carbon， 2016， 103：356-362.［22］ Yoo E J， Kim J， Hosono E， et al. Large reversible Li storage of graphene nanosheet families for use in rechargeable lithiumion batteries［J］. Nano Letters， 2008， 8（8）：2277-2282.［23］ Yun Q B， Qin X Y，Lv W，et al."Concrete" inspired construction of a silicon/carbon hybrid electrode for high performance lithium ion battery［J］. Carbon， 2015， 93：59-67.［24］ Luo X F， Yang C H， Peng Y Y， et al. Graphene nanosheets， carbon nanotubes， graphite， and activated carbon as anode materials for sodium-ion batteries［J］. Journal of Materials Chemistry， 2015， 3：10320-10326.［25］ Liu H， Jia M， Cao B， et al. Nitrogen-doped carbon/graphene hybrid anode material for sodium-ion batteries with excellent rate capability［J］. Journal of Power Sources， 2016， 319（6）：195-201.［26］ Yang Y， Tang D M， Zhang C， et al. "Protrusions" or "holes" in graphene： Which is the better choice for sodium ion storage［J］. Energy & Environmental Science， 2017， 10（4）：979-986.［27］ Deng X， Xie K Y， Li Li， et al. Scalable synthesis of self-standing sulfur-doped flexible graphene films as recyclable anode materials for low-cost sodium-ion batteries［J］. Carbon， An International Journal Sponsored by the American Carbon Society， 2016， 107：67-73.［28］ 戴德兵，付定华，张琳，等.铅酸蓄电池正极添加剂的研究进展［J］.蓄电池，2021，58（5）：246-250.［29］ Li X， Zhang Y， Su Z， et al. Graphene nanosheets as backbones to build a 3D conductive network for negative active materials of lead-acid batteries［J］. Journal of Applied Electrochemistry， 2017， 47（5）：1-12.［30］ Long Q， Ma G， Xu Q， et al. Improving the cycle life of lead-acid batteries using three-dimensional reduced graphene oxide under the high-rate partial-state-of-charge condition［J］. Journal of Power Sources， 2017， 343（5）：188-196.［31］ Yolshina L A， Yolshina V A， Yolshin A N， et al. Novel lead-graphene and lead-graphite metallic composite materials for possible applications as positive electrode grid in lead-acid battery［J］. Journal of Power Sources， 2015， 278：87-97.

备注/Memo

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更新日期/Last Update: 2023-01-10