美國(guó)太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）是美國(guó)的九個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室之一，日前，為其工作的張基廣實(shí)驗(yàn)小組宣布了基于工業(yè)用途的鋰電池負(fù)極新材料——功能石墨烯的問(wèn)世。
    功能化石墨烯是這樣一種物質(zhì)，它用于鋰空氣電池的負(fù)極，可帶來(lái)極高的鋰空氣電池容量，之所以如此是因?yàn)樵摬牧蠘O大地減輕了空氣電極（正極，空氣進(jìn)入通道）阻塞問(wèn)題。而舊有的石墨烯反應(yīng)產(chǎn)物會(huì)沉淀，最終阻塞氧氣通道。
    新的石墨烯是雙峰（微米和納米）結(jié)構(gòu)。其中，微米孔隙可加速氧氣擴(kuò)散，而納米孔隙可加速反應(yīng)過(guò)程，避免大量的沉淀物生成，“快速”反應(yīng)與“快速”擴(kuò)散就防止了放電過(guò)程中的沉淀物阻塞，從而使鋰電池獲得更高的能量密度，如果換算成質(zhì)量比容量，則為1500mAh/g。
    該石墨烯還可以自己形成納米級(jí)顆粒，這就是它被稱為“功能”石墨烯的原因，這更進(jìn)一步從結(jié)構(gòu)上保證了鋰空氣電池獲得穩(wěn)定的容量。
    目前，這種功能石墨烯技術(shù)被人們期望用于汽車用的鋰空氣電池，因?yàn)殇嚳諝怆姵氐睦碚撃芰棵芏仁瞧胀ㄤ囯x子電池的10倍，用于汽車則可以達(dá)到3倍的水平，這就要求能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)要超過(guò)鋰離子電池。
    鋰空氣電池的正極材料是空氣，不被儲(chǔ)存在電池中，決定容量的主要是負(fù)極材料，鋰金屬作為陽(yáng)極，容量10倍于傳統(tǒng)石墨陽(yáng)極，顯著減少了電池的重量和成本，功能石墨烯的投入使其獲得長(zhǎng)壽命成為可能。
    但這僅僅是可能，功能石墨烯目前還處于實(shí)驗(yàn)室階段，要想獲得大規(guī)模應(yīng)用，必須解決鋰電池充電的化學(xué)反應(yīng)可逆性、電解質(zhì)穩(wěn)定性以及鋰枝晶生成等鋰離子電池早已解決的技術(shù)問(wèn)題