石墨烯在电化学储能过程中理论研究进展.pdf

第31卷 第4期 新 型 炭 材 料 VO1．31 No．4 2016年 8月 NEW CARBON MATER／ALS Aug．2016 文章编号： 1007—8827(2016)04-0363—15 石墨烯在 电化学储能过程 中理论研究进展 苏方远，谢莉婧， 孙国华， 孔庆强， 李晓明， 刘 卓， 陈成猛 (中国科学院山西煤炭化学研究所 炭材料重点实验室，山西太原 030001) 摘 要 ：本文对 目前石墨烯在电化学储能过程中理论计算的研究进行系统整理，从石墨烯材料电子结构特征出发，对其在 超级电容器 、锂离子电池和氧还原过程中石墨烯起的作用进行综述，详细讨论了石墨烯在以上不同电化学环境中与物质的相 互作用机制，为新型石墨烯基电化学储能器件的研究提供理论基础和研究思路。 关键词 ： 石墨烯 ；电化学储能；理论计算；电子结构 中图分类号： TQ127．1l 文献标识码： A 收稿 日期：2016-04—26； 修回日期：2016-07—30 基金项 目：国家 自然科学基金． 通讯作者：陈成猛，副研究员．E—mail：ccm@sxicc．ac．ca 作者简介 ：苏方远，博士，助理研究员．E—mail：sufangyuan@sxicc．ac．ca Theoreticalresearchprogressontheuseof graphenein differentelectrochemicalprocesses SUFang—yuan， XIELiding， SUNGuo—hua， KONGQing—qiang， LIXiao—ming， LIU Zhuo， CHEN Cheng—meng (KeyLaboratoryofCarbonMaterials，InstituteofCoalChemistry，ChineseAcademyofSciences，Taiyuaft030001，China) Abstract： Recentprogressin the theoreticalresearch on hteband structuresofperfect，defectivenad doped graphenesis reviewed．Therelationshipbetweenthequnatum capacitanceofgraphenesin supercapacitorsna dhteirbandstructuresisnaalyzed． ElectronicinteractionsandhtediffusionbehaviorofLiionsindifferentgraphenestructuresinlihtium ionbatteriesraesummarized． Theroleofdifferentstructuresinhteoxygenreductionreactioninhtelithium—airbatteryiselaborated．Th istheoretical researchlays asolidfoundationfornew ideasofrhovelgraphene．basedenergystoragedevices． Keywords： Graphene；Elecrtochemicalenergystorage；Theoreticalcalculation；Elecrtonicstructure Foundationitem：NationalNaturalScienceFoundmionofChina． Correspondingauthor：CHEN Cheng—meng，AssociateProfessor．E—mail：ccm@ sxicc．ac．cn Authorintroduction：SU Fnag—yuna ，AssistnatProfessor．E—mail：sufnagyuna @ sxicc．ac．cn 1 前言 从电化