金属离子二次电池中的石墨材料
王庆东1,2，王子涛1,2，董宇1,2，刘涛1,2，李宁1,2，苏岳锋1,2（1.北京理工大学重庆创新中心；2.北京理工大学材料学院）
摘要：可再生能源在能源结构中的占比不断增加，开发高效、安全的二次电池储能技术是解决风能、太阳能等间歇性能源并网挑战的关键。凭借独特的结构和物理化学性质，石墨负极在锂离子电池中获得了广泛应用。受石墨储锂行为的启发，石墨在其他金属离子电池的应用也得到了大量研究，表现出巨大的应用潜力。然而，对石墨负极材料在各种金属离子二次电池中的应用还缺乏全面认识。本文分析石墨在各种二次电池体系中的电化学行为，指出石墨材料面临的主要挑战，重点介绍了解决问题的主要策略和研究现状，为开发出高性能、可持续的石墨基储能电池提供参考。
关键词：石墨；金属离子电池；改性策略；储能机制
目录介绍
1 引言
2 石墨材料的基本概念
2.1 石墨的晶体结构
2.2 石墨插层化合物
2.3 石墨负极种类
3 锂离子电池
3.1 锂离子电池石墨负极面临的挑战
3.2 改性方法和研究进展
3.2.1 表面包覆
3.2.2 结构设计
3.2.3 电解液工程
4 钠离子电池
4.1 钠离子电池中石墨负极现状与挑战
4.2 石墨负极的改性策略
4.2.1 结构改性
4.2.2 表面改性
4.2.3 插层改性
5 钾离子电池
5.1 石墨负极的储钾机制
5.2 钾离子电池中石墨负极的挑战
5.3 改性方法
5.3.1 微晶调控
5.3.2 杂原子掺杂
5.3.3 包覆改性
6 多价金属离子电池
6.1 镁离子电池
6.2 钙离子电池
6.3 锌离子电池
6.4 铝离子电池
7 结论与展望
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