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锂离子电池，是一种可二次使用的充电电池；使用的是非水液态有机电解质。锂电池是以金属锂为负极。这是锂离子电池和锂电池的区别。
锂离子电池目前已产业化的负极材料主要是石墨，但其比容量较低，理论容量仅为372mAh/g，且首次循环效率比较低。此外，一些高容量材料的不可逆容量大，无法满足高能效电池的需要。因此，高可逆容量和高稳定性能的锂离子电池材料急需开发。
石墨烯在锂离子电池负极材料中的应用
1）石墨烯不能直接用作锂离子电池负极材料
石墨烯具有较大的比表面积和蜂窝状空穴结构，因而具有较高的储锂能力。材料本身具有良好的化学稳定性、高电子迁移率以及优异的力学性能，使其作为电极材料具有突出优势。但纯石墨烯材料由于首次库仑效率低、充放电平台较高以及循环稳定性较差等缺陷并不能取代目前商用的碳材料直接用作锂离子电池负极材料。
2）硅-石墨烯基复合材料在锂离子电池负极材料中的应用
石墨烯是对硅负极进行改性的重要骨架材料。它能够提供自由空间来缓冲充放电过程中的体积效应，保证脱嵌锂过程中材料结构的完整性；同时，石墨烯片层间能形成稳定的导电网络，从而提高电极的储锂性能。
3）石墨烯-金属氧化物复合材料在锂离子电池负极材料中的应用
由于金属氧化物都具有较高的储锂容量，使得电极材料的能量密度得到了提高。同时，将金属氧化物颗粒引入石墨烯片层间，阻止了片层的聚集，确保了离子传输通道的畅通。
4）金属硫化物-石墨烯复合材料在锂离子电池负极材料中的应用
金属硫化物具有优异的电化学特性，尤其在作为锂离子电池负极材料时，具有特有的容量和稳定性，但在脱嵌锂过程中体积变化较大，引起容量的快速衰减，目前有效的缓解办法是将金属硫化物与石墨烯基体复合。石墨烯因其高的机械强度、导电性及大的比表面积和孔隙率而被认为是最理想的基体材料。
