天大杨全红最新Materials Today: 石墨烯实现的紧凑型储能：挑战、策略和进展

“紧凑型储能”是指在尽可能紧凑的空间内储存尽可能多的能量，是解决电化学储能装置（电池等）“空间焦虑”问题的唯一途径。由石墨烯单元构建的碳材料可用作活性电极或非活性关键材料，充当多孔微纳米反应器，促进电池反应并在优化电极和电池的体积性能方面发挥重要作用。

在此，天津大学杨全红教授等人讨论并阐明了紧凑型储能的关键问题和具体策略，尤其是在电池方面，阐述了电池致密化电极材料与其有限的高体积电化学性能之间存在着冲突。

作者将超级电容器中总结的策略和方法（材料到电极然后到设备）扩展到可充电电池，总结了通过控制锂/钠/钾/锂硫电池中纳米碳的组织来实现紧凑型储能的最新进展。

图1. 紧凑型储能的挑战和原理

对于紧凑型储能器件的未来实际发展，作者特别强调应更加关注循环稳定性、快速充电能力和热安全性，这些关键部分都应在相应的碳设计中详细讨论以解决这些问题。

本研究综述了从材料到电极再到电池的紧凑型储能策略，为如何通过使用定制的碳结构致密化电极来生产紧凑型高能电池提供指导。

图2. 紧凑型储能的最新进展和未来方向总结

Compact energy storage enabled by graphenes: Challenges, strategies and progress, Materials Today 2021. DOI: 10.1016/j.mattod.2021.07.026

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