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含金属锂的电池和有锂离子的电池构成了锂电池这一大类[17]。锂离子电池的优势在于可以进行充放电[18]。可充电的锂金属电池在20年前更新了第五代产品，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池[19-20]。
作为三号元素，质量低比容高的锂离子电池在达到同一容量时，体积是镍镉的三分之一，这一点无疑优势明显。充满的锂离子电池的电压大约为3.7 V左右，要想达到这一电压，要镍镉或镍氢电池串联才可以[21]。而且并不会被飞机禁止携带锂离子电池，因为没有金属锂。日常使用下的锂电池可以循环500周以上。记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，由于充放电并不完全，使电池的容量出现了暂时性的减少的现象，这种现象并不在锂离子电池上出现。充电速率快于其余电池也让锂电池成为电池发展的希望。
图1.2锂电池与其余电池容量对比
这些优点让锂电池成为当今世界应用最广泛和最有发展前景的电池之一，数据表明，2012年，全球锂电池销量达到459.2亿只，市场需求量同比增长约9%，日本经济调查报告指出，2012年，锂离子单体共销售1.17万亿，根据推算本年增长至 2.88万亿日元。然而调查报告之中得出已经远远超越这个数字，可见锂电池已经迈入了高速发展的阶段了。
3C，是Computer ，Communication，Consumer Electronics的简称，目前锂电池主要市场也是集中在这一大类上面，其中笔记本电脑、手机对锂离子电池的应用需求增长最快，随着单一化石燃料的动力汽车前景不再被人们所看好，相对而言电动车更有前途。由于技术和资源并不过硬，混合动力车作为过渡产品，今后五年里仍为电动车市场的主打产品[23]。电池的发展在当今社会经济发展的道路上起着至关重要的作用。自生产以来一直是电池领域的领军者，要求锂电池的技术也越发的多样[24]。
1.3 石墨烯——新材料的出现
2004年，英国曼彻斯特大学的Andre K. Geim等用机械剥离的方法制备出了石墨烯[25]。首先石墨被分成较小的碎片，从中找到层数少的石墨片，然后用一种特殊的塑料胶带粘住薄片，不停撕胶带使其变薄[26]。部分石墨样品仅由一层碳原子构成——得到了石墨烯 [27-28] 。
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