隨著能源與環境問題的日益突出，開發新能源、推廣電動汽車已經是大勢所趨。而這些新興技術都離不開儲能器件的發展.作為最為重要的儲能器件，鋰離子電池得到了廣大研究者和產業界的密切關注.各種新型鋰離子電池關鍵材料被研發出來，推動了鋰離子電池的迅猛發展.目前廣泛應用的鋰離子電池正極材料包括鈷酸鋰(LiCoO2，LCO)、錳酸鋰(LiMn2O4，LMO)、磷酸鐵鋰(LiFePO4，LFP)和三元材料(LiNixCoyMn1xyO2，NCM)等.由于上述正極材料的電導率較低，需要在材料顆粒之間添加導電劑構建電子導電網絡，為電子傳輸提供快速通道.。

　　鋰離子電池中電化學反應的發生需要電子和鋰離子同時到達活性物質表面，因此電子能夠及時參與電化學反應才能實現正極活性物質性能的良好發揮.如果不使用導電劑，電池內部歐姆極化增大，電池容量會顯著降低.因此，導電劑同樣也是鋰離子電池中的關鍵材料，能夠確保活性物質容量的充分發揮，對于鋰離子電池性能提升具有重要作用。

　　另一方面，由于導電劑本身在充放電過程中并不提供容量，所以往往希望在確保活性物質容量發揮的同時盡量減少導電劑的使用量，以提高正極中活性物質的比例，從而改善電池的質量能量密度.目前所使用的導電劑通常是碳材料，如導電碳黑、導電石墨及碳納米管等.由于這些碳材料相對于活性物質來說密度較低，減少導電劑的使用量能夠顯著提高電池的體積能量密度。

　　石墨烯是一種新型的納米碳質材料，具有獨特的幾何結構特征和物理性能.自2010年率先將其作為導電劑用于商品化鋰離子電池中以來，本課題組針對石墨烯導電劑展開了系統的研究工作.石墨烯用作導電劑具有“至柔至薄至密”的特點，主要有以下4點優勢：

　　(1)電子電導率高，使用很少量的石墨烯就可以有效降低電池內部的歐姆極化；

　　(2)二維片層結構，與零維的碳黑顆粒和一維碳納米管相比，石墨烯可以和活性物質實現“面-點”接觸，具有更低的導電閾值，并且可以從更大的空間跨度上在極片中構建導電網絡，實現整個電極上的“長程導電”(不同制備方法制備得到的石墨烯材料尺寸有所區別；本課題組采用熱還原氧化石墨法，制備得到的石墨烯片層尺寸約2um)；

　　(3)超薄特性，石墨烯是典型的表面性固體，相較于具有多sp2碳層的碳黑、導電石墨和多壁碳納米管，石墨烯上所有碳原子都可以暴露出來進行電子傳遞，原子利用效率高，故可以在最少的使用量下構成完整的導電網絡，提高電池的能量密度；

　　(4)高柔韌性，能夠與活性物質良好接觸，緩沖充放電過程中活性物質材料出現的體積膨脹收縮，抑制極片的回彈效應，保證電池良好的循環性能。

　　由于上述優勢，基于石墨烯導電劑的鋰離子電池可實現致密構建.具有“至柔至薄至密”特征的石墨烯導電劑展現了良好的應用前景.與將石墨烯和正極材料做成復合電極材料的思路相比，直接作為鋰離子電池導電劑將有可能是石墨烯材料最先產業化的應用.

　　雖然就電子導電性而言，石墨烯相比于其他導電劑具有非常明顯的優勢，但是目前在實際應用過程中仍然有不少瓶頸.一方面，在電極內部，其平面結構會對離子的傳輸產生位阻效應，尤其是在較大電流倍率下時該作用更加明顯。