从实际应用的角度看,石墨烯需要和基板接触,因此,减少石墨烯薄膜和基板之间的接触热阻是石墨烯热管理应用必须考虑的问题。单层或少数层石墨烯和基板之间的范德华力可以保证石墨烯和基板之间很好的热耦合[42]。但是石墨烯薄膜由于厚度较大,范德华力远远不能满足热从基板传递到石墨烯薄膜上。传统的连接基板和散热片之间的导热胶由于体积和热导率较低的原因,已经满足不了实际应用的需求,必须采用共价键等其他的方式,以增强热传递的效率。本团队在这方面做了一些探索性的工作,主要采用在石墨烯薄膜和二氧化硅界面引入功能化分子的方法。实验结果表明,引入功能化分子后,热点的散热效果提高了近1倍氧化石墨烯易于接枝改性,可与复合材料进行原位复合。江苏制备氧化石墨烯材料

利用石墨烯的纳米效应,将石墨烯和其他材料制备成复合薄膜也是石墨烯应用到热管理中的途径之一。如中科院陈成猛团队[58]制备出一种柔性的石墨烯-碳纤维复合膜散热片,结果表明其热导率达到977W/(m·K),其热传递的效果好于铜。**科大[59]制备出三维的石墨烯-碳纳米环薄膜,其热导率可达946W/(m·K)。浙江大学高超团队[60]报道了一种快速湿纺组装(wet-spinningassembly)的方法制备石墨烯薄膜,其热导率达530~810W/(m·K)。可见,将石墨烯和其他材料制备成复合薄膜,复合薄膜的生产氧化石墨烯常见问题石墨烯型号为SE1231、SE1232、SE1233、SE1234。

提升材料的分散能力与复合结构制备技术。通过均匀分散与活性材料达到良好的电化学接触是碳纳米管与石墨稀在用作导电添加剂与复合导电结构时发挥性能的关键。特别是在锂硫电池中,一般所制备的碳硫复合电极中碳材料的含量往往超过30%,严重影响了所制备硫电极的实际比容量性能,因而需要通过提高碳材料的分散能力与复合电极的制备技术以在高硫负载率下,仍能保证复合电极较高性能的发挥。(3)开发新的应用模式。对碳纳米管与石墨烯的应用可不限于其本身,而是通过诸如碳纳米管与石墨烯的复合或两者与其他导电结构的复合,以不同材料间的协同作用来构筑更为完善的导电结构。同时也通过降低碳纳米管与石墨烯在电极中的使用量,有效降低材料的应用成本。
储能电池在人们的日常通信及绿色出行等领域发挥着日益重要的作用,这就对先进的锂离子电池与锂硫电池电极制备技术提出了更高的要求。大量研究成果表明以碳纳米管与石墨烯为**的纳米碳材料因其优异的导电能力、良好的机械性能以及独特的形貌与结构特征,可在不同的应用模式下显著提高储能电池的容量性能、倍率性能以及循环寿命。与此同时也应认识到在这些材料取得更加***与商业化的应用前还需要解决以下问题:(1)研发低成本与环境友好的高质量材料制备技术。碳纳米管与石墨烯的导电能力对其所应用的电极性能有着决定性的影响,因而需要不断完善与探索新的制备工艺(如气相沉积法)与化学改性(如元素掺杂)方法。导热型石墨烯,外观为黑色粉末。

除了可以将太阳能转换为热能存储之外,石墨烯相变材料也可以将电能转换为热能存储。Wang[65]等人通过冰模板法制备了石墨烯纳米片(GNP)气凝胶,然后与石蜡复合得到相变复合材料,具有高导热性、较好的形状稳定性和热稳定性,当GNP含量为4.1wt%时热导率可达到1.42Wm-11C1。此外,当电压为5V时,流经样品的电流约为1.18A,此时温度迅速升高,证实了其出色的电热转换能力。Li[66】等人将气相扩散法和溶胶-凝胶法相结合,通过超临界C02干燥和热退火过程,制备了具有各向异性网络的三维石墨烯气凝胶,导热率和导电率分别高达1.71士0.2Wnr11C1和341.3Snr1。其相变复合材料在施加1?3V的电压时,电-热转换效率比较高可以达到85%。这项工作能够为开发智能的电-热转换及存储系统提供理论基础,并证明了石墨烯相变复合材料在电子设备、太阳能存储利用、热管理系统等领域具备的潜力。石墨烯导电与电池活性材料共混后,能够有效降低极片电阻率和提高电池的循环性能。单层氧化石墨烯厂家报价
石墨烯的结构非常稳定,碳碳键(carbon-carbon bond)为1.42。江苏制备氧化石墨烯材料
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