准二维原子晶体的离子储能机制分析

项目名称： 准二维原子晶体的离子储能机制分析

项目编号： No.21373255

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 王俊中

作者单位： 中国科学院山西煤炭化学研究所

项目金额： 82万元

中文摘要： 以若干层(1-9原子层)石墨烯为代表的准二维原子晶体新型材料具有与层状化合物母材料不同的量子结构和物化性能（如胶体分散性），可能带来能量储存新形态。申请人在发明石墨非氧化层离高效制备若干层石墨烯及其为负极的锂离子电池具有可逆的充放电平台的基础上，提出其离子电化学储能机制的研究。先假定锂离子扩散机理为Li+插层于若干层石墨烯单片的层间或者石墨烯片堆砌后限域性的表面吸附，后拟研究锂离子和铝离子电池的比容量与石墨烯层数及堆砌方式等因素的关联来求证鉴别，因为小的Li+能插层而大的Al3+不能。以若干层氧化物（如V2O5、CoO2）片层和石墨烯分别作为离子电池的正极和负极材料，系统地类比和比较性研究电池比容量等性能与准二维原子晶体的成分和层数、组装的取向及片与片的间距、离子的大小和价态等因素的内在关系，界定其离子电化学储能机理的边界条件，构造可印刷的新型薄膜电池，并期待构建新的存储理论。

中文关键词： 石墨烯；二维原子晶体；电化学；锂离子电池；储能

英文摘要： Quasi-two dimensional (2D) few-layer atomic crystals including few-layer graphene (1-9 atomic layer) are new matters that have quantum structures different from their mother material layered compounds, unusual physical and chemical properties, and thus po

英文关键词： graphene；2D atomic crystal；electrochemistry；lithium ion battery；energy storage