有关石墨烯及其衍生材料在能量存储和转换方面的制备和应用，得出石墨烯复合材料的性能不仅依靠单独组分的性能，也与它们之间的相互作用有很大的关系；所以控制复合物中组分配比，密度，化学键的种类以及空间结构是很关键的。同时，该课题组也提出了一些建设性的看法，可以通过掺杂不同元素或者采用3D结构以防止石墨烯重新堆叠，露出石墨烯表面；可以通过改善晶体与石墨烯之间的物理化学作用提高石墨烯复合材料在使用中的稳
f定性等。Cha
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ate4等人运用密度泛函理论对锂原子在二维石墨烯表面的吸附和扩散进行了研究。发现当二维石墨烯材料的维数向准一维转变时，出现了扶手椅或之字型边缘。进一步研究发现，这种边缘结构不仅影响了石墨烯碳材料对锂原子的吸收，还影响着锂原子在石墨烯中的扩散。他们通过模拟预测了边缘处锂原子扩散通道的形成，且在此前提下锂原子会向边缘扩散。而锂原子沿边缘通道扩散的能垒要比在石墨烯内部低015eV这就使得锂原子的扩散速率将提高两个数量级。因此，他们预测制备含有这种边缘结构的石墨烯材料用作锂离子电池负极材料，将会大大提升其性能。2、石墨烯材料的结构改进：石墨烯材料的结构改进主要是达到石墨烯的多孔化。石墨烯多孔化一方面可以增加锂离子的传输速度和增加电解液和电极材料的接触面积，另一方面石墨烯多孔化也可以防止石墨烯片层之间的重新堆积。因此很多研究者开始通过各种不同的方法设计得到多孔石墨烯材料。Cai5等人利用模板法设计合成了一种超薄壳状的空心石墨烯球。这种空心球具有2483m2g1的比表面积，孔径约5
m且孔与孔之间相互联通。该材料即使在5Ag1的电流密度下充放电，比容量仍能达到2493mAhg1。在1Ag1的电流密度下充放电100圈以后，其容量保持率达到971。显然，这种石墨烯材料的独特结构是其优越性能的原因。BiweiXiao6等人在前人对石墨烯纳米带材料研究的基础上，将目光放在控制碳纳米管的展开程度上，具体探究了不同碳纳米管的展开程度下，石墨烯负极材料的电化学性能。他们运用酸溶液解离的方法制备了从表面蚀刻的碳纳米管到完全展
f开的石墨烯材料，用FESEM、TEM观察样品表面形貌，并用恒电流充放电实验对材料储锂性能进行探索。他们的结论是，在碳纳米管展开初期，缺陷的增加导致了存储能力增加，因此比容量呈上升趋势；而到了后期，碳纳米管表面的脱离导致了储锂能力的下降，比容量随之下降。3、石墨烯材料的掺杂：对于掺杂石墨烯，目前研究的比较多的是氮r