石墨烯的实际容量和石墨中的锂存储过程是目前锂离子电池领域中两个令人困惑的问题。研究人员通过开发高温切换化学气相沉积（CVD）路线，成功地合成了三维双层石墨烯泡沫，通过去除Ni模板和超临界干燥，可以防止3D多孔结构的坍塌，从而防止石墨烯片的重新堆叠，最后泡沫约30 μm厚，该泡沫几乎没有缺陷和伯纳尔堆叠。此外，研究者系统地研究其储锂容量，过程，动力学和电阻，阐明了石墨烯夹层中Li原子的基本储存模式。研究结果澄清了锂原子只能储存在石墨烯夹层中，并提出了第一个用于石墨烯平面锂嵌入的模型。通过理论计算，双层石墨烯嵌锂产品的各种物理化学特征进一步揭示了常规的锂嵌入现象，充分说明了这种二维的储锂模式。另外，这种作为模型系统的3D多孔整料不仅满足基本的测试要求，而且还对石墨烯片普遍聚集和重新堆叠具有一定的抵抗力。这些发现不仅使商用石墨成为第一个具有透明锂储存工艺的电极，还指导了锂离子电池中石墨烯材料的发展。
Kemeng Ji, Jiuhui Han, Akihiko Hirata, Takeshi Fujita, Yuhao Shen, Shoucong Ning, Pan Liu, Hamzeh Kashani, Yuan Tian, Yoshikazu Ito, Jun-ichi Fujita & Yutaka Oyama, Lithium intercalation into bilayer graphene[J], Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-018-07942-z
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07942-z
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