石墨烯作為鋰離子電池負極材料時，可有效提高相應電池的比容量，增強電極和電解液之間的導電接觸，改善其充/放電倍率性能。同時，石墨烯柔韌的單原子層二維結構也可有效抑制電極材料在充放電過程中發(fā)生體積變化引起的材料膨脹、粉化等，從而提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。

此外，通過化學氧化插層剝離再還原法合成的化學還原石墨烯表面含有特定的含氧化學基團，如羧基、羥基和環(huán)氧基等，可為其結構和表面功能改性以及與其他材料的復合供應豐富的反應和鍵合位點，也為三維超結構石墨烯基復合材料的設計和合成供應多種可能的途徑。

由于石墨烯片之間較強的π-π疊合用途，石墨烯可團聚形成類似于石墨的層狀結構，進而影響鋰離子的嵌脫。這也證明純石墨烯并非是一種理想的鋰離子電池電極材料。

因此，近兩年來石墨烯基納米復合材料，如石墨烯/碳納米管、石墨烯/碳60(C60)、石墨烯/無機納米粒子等復合材料被廣泛地應用于鋰離子電池負極材料研究。通過納米粒子與石墨烯之間的有效復合，可有效阻止石墨烯片之間的疊合/團聚，有利于鋰離子的嵌脫。

石墨烯負極材料在鋰離子電池中的發(fā)展

1.國際石墨烯發(fā)展現(xiàn)狀。目前國際上從事石墨烯產(chǎn)業(yè)研究的國家包括英國、美國、歐盟、韓國和日本等，各國發(fā)展狀況不同。

英國：作為石墨烯的誕生地，英國在石墨烯的基礎研發(fā)方面居于全球領先地位，但從事商業(yè)開發(fā)的石墨烯公司較少，因此在石墨烯應用方面并非其強項。

美國：美國對石墨烯的研究投入較早，石墨烯產(chǎn)業(yè)化和應用進程相對較快，其產(chǎn)業(yè)布局也呈現(xiàn)多元化，產(chǎn)業(yè)鏈相比較較完整。

歐盟：歐盟的石墨烯研究起步早且系統(tǒng)性強，并將石墨烯研究提升至戰(zhàn)略高度，資金支持力度大，基礎研究扎實。