解密石墨烯：科學製備——引領新能源革命
「鋰離子電池」名稱的由來
SONY在1991年將18650鋰離子電池投放市場的時候，考慮到經典命名法太過複雜一般人記不住，並且充放電過程是通過鋰離子的遷移來實現的，體系中並不含金屬鋰，因此就稱為「Lithium ion battery」，後來「鋰離子電池」這個名稱被全世界廣泛接受。
一、微機械剝離法：
石墨烯首先由微機械剝離法製得。微機械剝離法即是用透明膠帶將高定向熱解石墨片按壓到其他表面上進行多次剝離，最終得到單層或數層的石墨烯。2004年，Geim ，Novoselov等就是利用3M的膠帶手工製備出世界首例單層石墨烯，證明了二維晶體結構在常溫下是可以存在的。
微機械剝離方法操作簡單、製作樣本質量高，是當前製取單層高品質石墨烯的主要方法。但其可控性較差，製得的石墨烯尺寸較小且存在很大的不確定性，同時效率低，成本高，顯然並不具備工業化大規模生產的可能性。
二、SiC外延生長法：
外延生長方法包括碳化硅外延生長法和金屬催化外延生長法。
1、碳化硅外延生長法是指在高溫下加熱SiC單晶體，使得SiC表面的Si原子被蒸發而脫離表面，剩下的C原子通過自組形式重構，從而得到基於SiC襯底的石墨烯。
2、金屬催化外延生長法是在超高真空條件下將碳氫化合物通入到具有催化活性的過渡金屬基底如Pt、Ir、Ru、Cu等表面，通過加熱使吸附氣體催化脫氫從而製得石墨烯。氣體在吸附過程中可以長滿整個金屬基底，並且其生長過程為一個自限過程，即基底吸附氣體後不會重複吸收，因此，所製備出的石墨烯多為單層，且可以大面積地製備出均勻的石墨烯。
三、化學氣相沉澱CVD法：最具潛力的大規模生產方法：
CVD法被認為最有希望製備出高質量、大面積的石墨烯，是產業化生產石墨烯薄膜最具潛力的方法。化學氣相沉澱CVD法具體過程是：將碳氫化合物甲烷、乙醇等通入到高溫加熱的金屬基底Cu、Ni表面，反應持續一定時間後進行冷卻，冷卻過程中在基底表面便會形成數層或單層石墨烯，此過程中包含碳原子在基底上溶解及擴散生長兩部分。該方法與金屬催化外延生長法類似，其優點是可以在更低的溫度下進行，從而可以降低製備過程中能量的消耗量，並且石墨烯與基底可以通過化學腐蝕金屬方法容易地分離，有利於後續對石墨烯進行加工處理。
三星用這種方法獲得了對角長度為30英寸的單層石墨烯，顯示出這種方法作為產業化生產方法的巨大潛力。CVD法的優點在於可以生成大面積、高質量、均勻性好的石墨烯薄膜，但缺點是所製備出的石墨烯厚度難以控制，成本高工藝複雜存在轉移的難題。
四、氧化石墨還原法：
氧化石墨還原法也被認為是目前製備石墨烯的最佳方法之一。該方法操作簡單、製備成本低，可以大規模地製備出石墨烯，已成為石墨烯製備的有效途徑。另外該方法還有一個優點，就是可以先生產出同樣具有廣泛應用前景的功能化石墨烯--氧化石墨烯。其具體操作過程是先用強氧化劑濃硫酸、濃硝酸、高錳酸鉀等將石墨氧化成氧化石墨，氧化過程即在石墨層間穿插一些含氧官能團，從而加大了石墨層間距，然後經超聲處理一段時間之後，就可形成單層或數層氧化石墨烯，再用強還原劑水合肼、硼氫化鈉等將氧化石墨烯還原成石墨烯。
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其他製備石墨烯的方法還有碳納米管切割法、石墨插層法、離子注入法、高溫高壓HPHT生長法、爆炸法以及有機合成法等。製備大面積、高質量的石墨烯仍然是一個較大的挑戰。
新能源石墨烯應用範圍：
【1】電子消費類：
充電寶、對講機、定位器、助聽器、電腦、手錶、智能手機、電視機、影碟機、錄像機、攝錄機、收音機、電唱機、激光唱機（CD）、數碼相機、音箱、遙控電子鎖、驗鈔機、計算器、智能電視盒、電動剃鬚刀、電吹風、電動按摩器、火報警器、電鈴、電子點火器、電動牙刷、按摩器、電推剪、煤氣灶、家用水泵、石英電子鐘、保健枕、電子針灸器、生理信息治療儀、電子起搏器、脈衝治療器、電子涼枕、電子滅蚊器、捶骨器、電磁按摩器等。
【2】工業類：
汽車能源電池、電動車電池、自行車電池、光伏發電、風力發電、辦公移動電源、無人機、機器人、戶外移動電源、監控、交通信號指示、測速、攝像、遠程監控、wifi、GPS定位、應急救援、郊外工程施工用電、警用、消防、醫院、銀行、低壓變頻器、高壓變頻器、電機、低壓電器 、手電筒鑽、衝擊鑽、電鎬、熱風槍 、叉車、堆高車、搬運車、平台車、吊具、測電筆、推拉力計、斷路器、變壓器、接觸器、熱繼電器、電動機綜合保護器、中間繼電器，時間繼電器、過流繼電器、變頻器、軟啟動器、電阻、頻敏變阻器、熔斷器、框架斷路器、浪涌吸收器、真空斷路器、UPS、EPS、直流屏、電容器、電抗器、行程開關、光電開關、液位開關、拉繩開關、電度表、電壓表、電流表、電笛、電鈴、頻率表、多功能表、無功功率表、功率因素表、電位器、事故報警器、高低壓開關櫃、照明配電箱、配電箱、操作箱、PLC、DCS、工控機等。
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