離子電池（LIBs）的儲能性能取決于電極容量和電極/電池設計參數，這兩個參數以前是分開研究的，導致實際應用中的失敗。本文，韓國成均館大學研究人員在《NAT COMMUN》期刊發表名為“Graphene collage on Ni-rich layered oxide cathodes for advanced lithium-ion batteries”的論文，研究展示了富鎳氧化物上的共形石墨烯（Gr）涂層如何能夠在不使用傳統導電劑的情況下制備包含高含量活性材料（約99 wt%）的高堆積陰極。

在99 wt%LiNi0.8Co0.15Al0.05O2（NCA）和約4.3 g cm-3的電極密度下，Gr涂層NCA陰極在0.2 C（約1.1 mA cm-2）的電流速率下提供了約5.4 mAh cm-2（增加了約38％）和~863 mAh cm-3（增加了約34％）的高面積容量；這超過了裸電極，接近了電極設置的商業水平（96 wt％NCA；？3.3 g cm -3）。此發現為材料工程和電極設計提供了通往高級LIB陰極的組合途徑。

圖1：富鎳氧化物上的Gr涂層。

圖2：Gr涂層的NCA顆粒的FM圖像以及Gr和富Ni氧化物之間的鍵合構型

圖3：Gr涂層NCA陰極的電化學性能。

圖4：涂有Gr的NCA陰極的熱穩定性和結構穩定性。

圖5：Gr涂層的致密NCA陰極。

許多研究已經使用Gr和碳納米管以增強電池性能，然而，大多數現有的電極設計由于其較低的抽頭密度和聚集/分散的挑戰而無法滿足實際要求。本文，研究的固溶處理Gr涂層方法不僅在電極內提供了足夠的導電網絡，并且易于加工，而不會對活性材料造成明顯損害，而且拓寬了電極密度和成分的可行范圍。這些改進為開發改進的LIB陰極的高級電極設計鋪平了道路，并提高了在實際應用中使用基于Gr的納米技術的可行性。

文獻：