鋰離子的案例
鋰離子電池設計中的熱分析
正如在這份有關 模擬鋰離子電池的白皮書中所指出的那樣，分解反應會放熱，也就是說，一旦這一過程開始，溫度就會持續上升并加劇分解反應，這就是熱失控現象。熱的逸散就是一種潛在的火災危險來源。
通過模擬與仿真改進鋰離子電池設計
在 COMSOL Multiphysics 的幫助下，您可以觀察并更好地理解鋰離子電池內的溫度分布。在電池與燃料電池模塊中的三維柱狀鋰離子電池的傳熱模擬中，耦合了鋰離子電池的傳熱化學和離子流動。使用共軛傳熱接口研究了該三維鋰離子電池傳熱模型中的空氣冷卻。
傳熱模型的組成部分。
下面的模型顯示了經過 1,500 秒的充電后，電池溫度和流動的流線。最高溫度位于電池活性材料中，越靠近熱絕緣端的溫度越低。因此，電池中的該區域更容易發生老化和降解。
鋰離子電池中的溫度分布。
展開 鋰離子動力電池壽命預測的研究進展
由于公眾號很多朋友留言對鋰離子動力電池的興趣，期望可以對動力鋰離子電池相關技術進行更多學習，本公眾號秉持著非盈利且對知識分享的想法，對福建農林大學的劉嘉、晏裕康等撰寫的文章《鋰離子動力電池壽命預測的研究進展》進行分享，更多詳情請感興趣的朋友可以從知網或其他平臺中及電源技術期刊下載完整文章，文章DOI
號為《
10.3969/j.issn.1002-087X.2022.02.005
》。
文章分享如下，
鋰離子電池具有能量密度高、循環壽命長、自放電率低、無記憶等優點。但是鋰離子電池循環壽命短的問題制約了電動汽車的應用與推廣，所以有必要對鋰離子電池循環壽命的影響因素進行分析，同時對鋰離子電池的健康狀態(SOH)估計進行評估，對其壽命進行預測，對系統安全、防止災難事故有著重大意義。
1、影響因素
鋰離子電池壽命的影響因素主要包括：外部影響因素，例如荷電狀態、溫度、充放電倍率、電池單體的不一致性、電池內阻等；電池內部的老化，造成鋰離子電池性能降低和剩余容量衰減。
展開 COMSOL Multiphysics在鋰離子電池中的應用（下）
再次是學科領域相關：computational fluid dynamic(計算流體動力學)、Li-Ion Battery(鋰離子電池)、microelectromechanical system(微機電系統)、energy harvesting(能量收集)、microfluidics(微流體)、sensor(傳感器)等，展現了軟件的熱門研究方向；注意到，其中鋰離子電池占著很大的比重。因此，將文獻檢索范圍縮小到鋰離子電池領域，如圖11(d)所示。紅色聚類出現的關鍵詞：thermal runaway(熱失控)、heat-transfer(傳熱)、optimization(極化)等；綠色聚類出現的關鍵詞：deposition(沉積)、Li metal anode(鋰金屬負極)、electrodeposition(電沉積)、solid electrolyte interface(固體電解質界面)等；藍色聚類出現的關鍵詞：Li-ion(鋰離子)、diffusion(擴散)、transport(傳輸)、charge(充電)、discharge(放電)、capacity fade(容量衰減)等。因此，當前軟件主要聚焦于鋰離子電池中出現的熱失控、鋰枝晶生長、正極容量衰減、電解質內的鋰離子傳輸等具體問題。相較于圖9(c)，圖9(d)涉及的有關物理場的關鍵詞有所減少，說明COMSOL Multiphysics在鋰離子電池中的應用仍具有較大的開發潛力，仍有很大的應用和研究空間。
展開 有望成為鋰離子電池下一代的隔膜材料—PI
【前言】
鋰離子電池因其高能量密度和長循環壽命等優點而被廣泛應用于移動電子設備和動力裝置中，然而，特斯拉事件、三星手機事件等，頻繁發生的鋰離子電池安全事故逐漸引起了人們的關注。其中，隔膜（圖2）作為鋰離子電池的重要組成部分之一，可提供鋰離子傳輸通道，并且可防止正、負極接觸發生短路，對鋰離子電池的安全性具有非常重要的影響。鋰離子電池隔膜要滿足如下幾個條件：
（1）具有電子絕緣性，保證正負極的機械隔離；
（2）有一定的孔隙率和孔徑，保證低的電阻和高的離子電導率，對鋰離子有很好的透過性；
（3）耐電解液腐蝕，電化學穩定性好；
（4）對電解液的浸潤性好并具有足夠的吸液保濕能力；
（5）具有足夠的力學性能，包括穿刺強度、拉伸強度等；
（6）空間穩定性和平整性好；
（7）熱穩定性能好。
圖1電動汽車失火 ；圖2鋰離子電池的構造。
鋰離子電池以其獨特的優點迅速地占據了傳統電池的市場而得到廣泛的應用，移動電話、手提電腦、照相機、攝像機等電子和信息產品現在都已采用鋰離子電池作為電源。但在一些高端的應用領域，如動力電池等容量較大的鋰離子電池方面的應用還沒有得到推廣和普及。很重要的一個原因就是現有的鋰離子隔膜的性能還沒能滿足作為高端電池隔膜的要求。高端電池對隔膜的要求：
（1）高溫安全性
（2）高倍率充放電性能
（3）高循環使用壽命。
聚烯烴類隔膜在高溫下能夠發生閉孔，進而阻止熱量進一步擴散，是現在使用最廣泛的鋰離子電池隔膜。當前應用最廣泛的聚烯烴隔膜材料是聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），其在100℃以上就發生軟化變形。聚烯烴類聚合物的耐熱性能差，在過充過放、快速充放或高溫下可能會熔化，造成短路起火，甚至爆炸。另一方面，聚烯烴隔膜還存在電解液浸潤性不足的問題。
展開 
日本鋰離子電池進化：續航將超1000里
據《日本經濟新聞》12月27日報道，1次充電可行駛相當于東京至大阪的500公里的鋰離子電池技術開發在日本正日趨活躍。積水化學工業的技術已經具備取得突破的頭緒，旭化成也已接近。均能采用現有的電極，預計到本世紀20年代前半期實現實用化。日本經濟產業省將扶持充分發揮電池性能的技術開發。在世界范圍內，轉向純電動汽車(EV)的趨勢正在加速，如果作為課題的續航距離大幅延長，以鋰離子電池為主角的時代或將繼續持續。
如果在完全充電狀態下可行駛500公里，將匹敵汽油車的性能。日本經濟產業省等認為這是純電動汽車普及的條件之一，提出2030年達成的目標。純電動汽車迅速普及的中國結束了對續航距離低于150公里的車型的補貼，增加了續航距離長的車型的補貼。
鋰離子電池于1991年商品化，被用于筆記本電腦和攝像機等。2009年被用于量產型純電動汽車。完全充電可行駛的距離在200公里左右。一般認為2010年代初以當時的技術難以達到500公里，到2030年前后將被全固體電池等新一代電池取代。
新一代電池的開發在世界范圍內日趨活躍，但技術上的課題很多。另一方面，鋰離子電池的技術開發取得進展，500公里的突破日趨具有現實可能性。研究人員等預測“鋰離子電池還能繼續使用10年左右”。
鋰離子電池通過鋰離子在正負電極間移動來產生電力和進行充電。要增加電池的容量，有必要增加電極中存儲的離子，或減少內部電阻，使電子通過更加容易。
積水化學開發的是用于正極的技術，在加入的炭材料的結構上下功夫，使電子流動更容易。擴大正極之中電子通過的通道，電子流動更加順暢，達到以往的10倍左右。除了大量獲得發生的電流之外，電極不易損壞，耐久性得到提高。
將使正極加厚，以便更多取得鋰離子。在實驗中，電池的容量提高了3成左右。可將續航距離從現在的400公里提高至超過500公里的水平。
展開 “COMSOL多物理場耦合仿真技術與應用-鋰離子電池”篇
“COMSOL多物理場耦合仿真技術與應用-鋰離子電池”
1. COMSOL 仿真基礎
1.1 數值仿真基本要素及其在 COMSOL 中的對應
1.1.1 模型參數與變量
1.1.2 物理場添加及電解條件設置
1.1.3 模型構建與網格劃分
1.1.4 求解器類型與設置
1.1.5 后處理及數據分析
1.2 COMSOL 中鋰離子電池接口介紹
1.2.1 電池基本物理過程及控制方程
1.2.2 常用電池邊界條件及初始條件
1.2.3 常用電池電極材料參數設置
2. 鋰離子電池 P2D 模型
2.1 P2D 模型的理解與分析
2.2 COMSOL 中電池 P2D 模型構建
2.2.1 模型參數輸入
2.2.2 模型構建及模型材料設置
2.2.3 電池物理方程及參數設置
2.2.4 網格劃分與求解器設置
2.3 電池典型充放電過程仿真及后處理技巧
3. 鋰離子電池電化學-熱耦合模型
3.1 P2D 電化學模型與電池熱模型耦合
3.2 電池集總參數模型及其與電池熱模型耦合
3.3 兩種電池電(化學)-熱耦合模型的區別及應用場景
3.4 圓柱形或方形鋰離子電池建模及仿真演示 (二選一)
4. 鋰離子電池衰退模型及仿真
4.1 COMSOL 中電池充放電循環仿真
4.1.1 電池充放電循環邊界條件設置
4.1.2 電池加速衰退設置
4.1.3 電池充放電循環仿真后處理技巧
4.2 鋰離子電池常見衰退現象及其數學描述
4.2.1 負極 SEI 膜增厚過程仿真
4.2.2 活性鋰損失計算
4.3 鋰離子電池衰退模型構建及仿真演示
5.
展開 鋰離子蓄電池 GB/T36972檢測
GB/T 36972-2018《電動自行車用鋰離子蓄電池》國家標準于2018年12月28日正式發布，將于2019年07月01日正式實施，該標準對推動電動自行車用鋰離子電池綜合標準化工作及電動自行車鋰離子電池推廣應用具有重要意義和作用，從此我國電動自行車鋰電池行業有了統一的國家標準，該標準將成為后續質檢單位行業監管及企業質量控制的重要文件。
電動自行車3C強制認證及鋰電取代鉛酸的大背景下，GB/T36972標準的發布備受市場關注。全部項目檢測需要樣品16組，分為電性能測試、安全測試、安全保護能力測試、組合外殼安全測試四大部分，標準未對電芯進行質量要求，建議后續可參照GB31241對其電芯進行測試。
電動自行車用鋰離子蓄電池與傳統的鉛酸蓄電池相比，在安全性、性價比、互換性和回收處理等方面還存在一些問題。此次工信部正式發布出臺的GB/T 36972-2018《電動自行車用鋰離子蓄電池》新的標準體系以鋰離子蓄電池為核心，主要從電芯及電池組、附件及部件和電動自行車應用等方面完善優化，以促進鋰離子電池在電動自行車市場中的應用。
此次同時發布的還有其他幾項相關標準：
1.GB/T 36943-2018《電動自行車用鋰離子蓄電池型號命名與標志要求》
2.GB/T 36945-2018《電動自行車用鋰離子蓄電池詞匯》
3.GB/T 36944-2018《電動自行車用充電器技術要求》
電動自行車用充電器是使用極為廣泛的民用品，同時它也是新能源中主要的組成部分，由于充電器質量問題，可能直接導致被充電的鉛酸或鋰離子電池損壞，甚至引起人生、財產安全事故。
展開 鋰離子電池制造工藝仿真技術進展
摘要: 鋰離子電池的綜合性能不僅取決于材料和結構的創新，還與制造工藝及相關設備技術的進步息息相關。目前電池制造廠商針對不同體系的電池工藝開發多采用窮舉法進行實驗試錯，在工藝仿真技術方面還存在較大的發展空間。面向電池高質量制造發展和數智化升級的行業發展趨勢，本文結合宏觀電池制造設備和微觀電池電極結構兩個角度，對電池制造工藝仿真研究現狀進行了系統總結，分析了各工序工藝仿真技術機理研究、結構發展及應用前景，并進一步指出當前研究的不足及未來的發展趨勢，旨在為優化鋰離子電池的制造流程和提高其綜合性能提供理論參考。
關鍵詞: 鋰離子電池 ; 電極制造 ; 電池制造工藝仿真 ; 電極微觀結構 ; 電池制造設備
前言
能源存儲是人類在21世紀面臨的重大挑戰之一［1］，作為電動汽車的主要儲能設備，鋰離子電池以其優異的電化學性能及經濟性表現在全球儲能設備中發揮著不可替代的作用［2］。為進一步提高鋰離子電池的綜合表現，探究鋰離子制造工藝參數與電極微觀結構以及電池整體電化學性能之間的相對關系，基于此建立對應的模型化表達已成為目前行業的研究熱點之一［3-4］。近年來學界對鋰離子電池單體、模組、電池包及整車系統的宏觀仿真模擬發展已趨于成熟［5-6］，但在微觀尺度下依據鋰離子電池各制造工藝機理進行建模并探究對電池性能影響的研究仍在起步階段［7］。探究電池制造工藝對電極結構的影響，并建立電極微觀結構與鋰離子電池整體電化學性能的關系，以此為基礎對鋰離子電池制造工藝流程進行優化設計顯得尤為重要［8］，圖1所示為鋰離子電池從電極材料選擇到整車系統設計的多尺度處理和仿真示意圖。
圖1 鋰離子電池制造從材料探究到系統設計的多尺度處理和模擬示意圖
鋰離子電池本身是一個極復雜的電化學系統，其性能受到多個物理場內不同因素的影響，表現出時變性和不可觀測性［10］。
展開 鋰離子電池膨脹分析
鋰離子電池作為電化學儲能的載體，在使用過程中不斷發生化學反應，導致鋰離子電池的內部結構和外部形狀發生變化。鋰離子電池在多次充放電循環過程中，一系列的物理化學變化會在電池內部形成壓力效應。
鋰離子電池膨脹分為可逆膨脹和不可逆膨脹：鋰離子的嵌入和脫嵌導致電池材料的膨脹與收縮引起的可逆膨脹；不可逆的反應沉淀物導致電池電極體積增加永久膨脹。實際工程應用中，鋰離子電池內部顆粒膨脹最終表現為宏觀的電芯體積變化，因而可以從電芯層級的膨脹入手，可減小模型的復雜程度。
那么如何測量電芯膨脹？
現階段常規方法是用千分尺測量電芯厚度變化，或者精確一點設備就是激光位移測量。
如何確定電芯膨脹系數？
在很多學者研究中，可將電芯膨脹和熱膨脹類似，因此模擬采用了熱膨脹分析，那么電芯膨脹系數的獲得就是熱膨脹系數的獲得，需要注意的是電芯膨脹包含了鋰離子嵌入負極產生的膨脹和熱膨脹兩方面。涉及內容很多，這里一時說不完。常規的實驗做法是測量電芯在充電在厚度方向的應變，同時觀測電芯溫升，有了這兩方面數據就可以得出等效熱膨脹系數，這是有研究論證的。
涉及學科：要做到精確的電芯膨脹那就涵蓋了電化學、熱、結構這三方面，電化學分析主要分析電芯內部反應變化，可獲得精確熱量分布；熱分析就是要確定電芯溫度分布，電芯實際發熱是不均勻的，特別是成組后；結構分析就是強度這些了
總之，膨脹對現在大容量電芯影響較大，特別是成組后，需要有合適的熱管理和結構防護。
展開 鋰離子蓄電池GB/T 36972檢測多少錢？
電動自行車用鋰離子蓄電池與傳統的鉛酸蓄電池相比，在安全性、性價比、互換性和回收處理等方面還存在一些問題。此次工信部正式發布出臺的GB/T 36972-2018《電動自行車用鋰離子蓄電池》新的標準體系以鋰離子蓄電池為核心，主要從電芯及電池組、附件及部件和電動自行車應用等方面完善優化，以促進鋰離子電池在電動自行車市場中的應用。
電動自行車用鋰離子蓄電池GB/T 36972-2018檢測用途：用于鋰原電池和其它原電池、以及鋰離子電池、鎳氫、鎳鎘以及鉛酸電池的外部短路試驗
適用范圍
電池短路試驗箱適用于鋰原電池和其它原電池、以及鋰離子電池（用于移動電話、筆記本電腦、攝像機等數碼電子產品）、鎳氫、鎳鎘以及鉛酸電池（用于電動工具、玩具、電動自行車等產品），按照標準GB8897.4-2002、GB/T18287-2000、IEC60086-4: 2000、IEC62133: 2002、QC/T 743-2006、UL1642: 2006、SN/T1413-2004、SN/T1414.3-2004中的有關要求，進行外部短路試驗。
試驗要求
上述標準中，對于外部短路試驗的規定要求略有不同，電池短路試驗箱滿足以下全部的試驗要求：
1.電池在（55±2）℃的環境下達到溫度平衡后，在相同溫度下經受外電路總阻值0.1Ω的短路，短路繼續至電池外殼溫度回落至（55±2）℃后，再持續1小時以上。
展開 使用J-OCTA軟件探索鋰離子電池新材料
本文將介紹鋰離子電池的組成部分中的陽極、陰極、電解質材料的測評與仿真研究實例。
一、 陽極分析
眾所周知，吉野彰博士在鋰離子電池的商業化應用中做出了重大貢獻，他采用碳材料代替金屬鋰作為鋰電池的負極。正極材料沿用時下廣泛應用的鈷酸鋰（LiCoO2）。
用于鋰離子電池負極的碳材料使用的是一種將鋰嵌入層狀碳中的化合物，稱為石墨插層材料。通過充電，鋰離子從正極LiCoO2上脫附，隨后嵌入層狀碳中生成LiC6即石墨插層材料(相反的過程發生在放電時)。雖然這是個可逆的過程，但預計由于鋰離子的插入，電極的體積會膨脹或機械性能將發生變化。
我們使用第一性原理計算引擎SIESTA對這一現象進行了分析和評估，假設在弛豫分析后鋰離子完全解吸，[圖1]顯示了LiC6的模型圖（左）和弛豫后的石墨模型（右）。
[圖1] LiC6的模型圖（左）和弛豫后的石墨模型（右）
[表 1] 是[圖 1] 中模型的弛豫分析，顯示了層間距離、體積變化和C 33（GPa），即層間鍵的強度。結果表明，在鋰離子吸收過程中，層間長度膨脹約8%，體積膨脹約10%。石墨的C33相關鍵的強度比LiC6降低了約40%。
展開 
鋰離子單體電池仿真熱分析
01
鋰離子電池因其低成本、高性能、大功率、綠環境等諸多優勢，現已成為新能源的典型代表，廣泛應用于3C數碼產品、移動電源以及電動汽車等領域。
隨著鋰離子電池的不斷推廣，鋰離子電池的安全性越來越受到人們的關注，由于電池本身技術原因或是使用不當等問題都可能會造成鋰離子電池爆炸，引起火災等安全事故。尤其近幾年以電動汽車為主的電動交通工具市場對鋰離子電池的需求不斷加大，在發展大功率鋰離子電池體系過程中，電池安全問題引起了廣泛重視，存在的問題急需進一步解決。
鋰離子電池熱失控過程
近幾年出現的電池熱失控引起的火災的案例中，都是由于電池的生熱速率遠高于散熱速率，且熱量大量累積而未及時散發出去所引起的。
展開 鋰離子電池充電器擴流電路設計應用
小型便攜式電子產品采用的鋰離子電池或鋰聚合物電池的容量較小，大部分在400~1000mAh范圍內，與之配套的充電器的最大充電電流為450~1000mAh.由于電流不大，一般采用線性充電器。鋰離子電池的不足之處在于對充電器要求比較苛刻，需要保護電路。鋰離子電池要求的充電方式是恒流恒壓方式，為有效利用電池容量，需將鋰離子電池充電至最大電壓，但是過壓充電會造成電池損壞，這就要求較高的控制精度。另外，對于電壓過低的電池需要進行預充，充電器最好帶有熱保護和時間保護，為電池提供附加保護。因此，安全有效的鋰離子電池充電器對于鋰離子電池來說就是必須而且是必要的。
鋰電池充電器外接限流型充電電源和P溝道場效應管，可以對單節鋰離子電池進行安全有效的快充，其最大特點是在不使用電感的情況下仍能做到很低的功率耗散，采用8腳μMAX封裝。充電控制精度達0.75%,可以實現預充電，具有過壓保護和溫度保護功能，最長充電時間限制為鋰離子電池提供二次保護，鋰離子電池充電器的浮充方式能夠使電池容量充至最大。當充電電源和電池在正常的工作溫度范圍內時，插入電池將啟動一次充電過程；充電結束的條件是平均的脈沖充電電流達到快充電流的1%,或時間超出片上預置的充電時間。鋰離子電池充電器能夠自動檢測充電電源，沒有電源時自動關斷以減少電池的漏電。啟動快充后打開外接的P型場效應管，當檢測到電池電壓達到設定的門限時進入脈沖充電方式，P溝道場效應管打開的時間會越來越短，充電結束時，LED指示燈將會按12%的周期閃爍。
近年來，一些用電量稍大的便攜式電子產品（如便攜式DVD、礦燈、攝像機、便攜式測量儀器、小型電動工具等）往往采用1500mAh到5400mAh容量的鋰離子電池。若采用500~1000mA充電電流充電器充電，則充電時間太長。
展開 全固態平面鋰離子微型電容器研究獲進展
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員吳忠帥二維材料與能源器件研究組團隊與中科院院士包信和團隊及清華大學深圳研究生院副教授賀艷兵合作，開發出一種具有高能量密度、良好柔性、優異高溫穩定性及高度集成化的全固態平面鋰離子微型電容器。相關研究成果發表在《能源和環境科學》(Energy Environ. Sci.)上。
近年來，可穿戴、便攜式電子設備以及微機電系統(如微型機器人、微型傳感器)正朝著輕薄短小、多功能集成的方向快速發展，極大地促進了現代社會對于高功率密度、高能量密度、柔性化、模塊化集成等特征的微型儲能器件的需求。傳統鋰離子電容器由于具有鋰離子電池的高能量密度，又具有超級電容器的高功率密度而備受關注。然而，其三明治堆疊結構的器件構型極大地限制了其機械柔性、高溫性能以及模塊化集成能力。
最近，該研究團隊在國際上率先開發出一種新概念的全固態柔性平面鋰離子微型電容器。該微型電容器以高導電石墨烯為集流體，以高電壓離子凝膠作為電解質，以納米鈦酸鋰為負極和活化石墨烯為正極構筑出高離子電子傳導的平面交叉指型微電極，進而在一個基底上組裝出全固態鋰離子微型電容器。該鋰離子微型電容器具有高能量密度53.5mWh/cm3，高于目前報道的鋰薄膜電池和微型超級電容器。同時，該鋰離子微型電容器具有優異的循環穩定性，6000次循環后電容保持率為98.9%;具有高溫電化學穩定性，能在80°C條件下穩定工作;以及具有優異的機械柔性，在各種彎曲和扭曲狀態下達到性能基本沒有衰減。此外，該鋰離子微型電容器表現出良好的模塊化集成能力，無需金屬連接體，可有效調控輸出的工作電壓和容量。因此，該工作為開發柔性化、小型化、智能化儲能器件提供了新的策略。
展開 俄羅斯科學家研制新型復合材料 大幅提高鋰離子電池容量和
現在，鋰離子電池是許多設備（從手機到電動汽車）最普及的電源。與傳統電池相比，這些電池的比容量高、使用壽命長和安全性好。盡管有這些優勢，增加電池的容量和提高充電速度仍是亟需解決的問題。
鋰離子電池的物理基體是由多孔聚合物材料分隔開的兩個電極，即陽極（正）和陰極（負）。充電時，電流把鋰離子從陰極移動到陽極，而電池使用時，鋰離子向相反方向移動。當電池電量耗盡時，電極之間鋰離子的移動能力很低，這就是為什么智能手機買了幾個月后，需要比原來更頻繁地充電的原因。
現在，使用石墨烯可以延長電池的壽命。石墨烯是一種獨特的二維材料，因發現該材料在2010年授予了諾貝爾物理學獎，它的比表面積大、導電性和彈性好。石墨烯可廣泛用于各個工業領域，包括儲能設備。
俄科學家研制的復合材料是由兩種異質層（石墨烯和二硫化釩）組成的二維結構，這種薄片的厚度大約為1納米。研究證實，不僅可以把鋰離子限制在該材料的表面上，而且還可以約束在層間的空間里，最終結果導致材料的高比容量。
科學家估計，該復合材料的正極材料容量可達569mAh/g，比現在鋰離子電池最常用于陽極的石墨要高出幾乎一倍。理論計算表明，石墨烯和釩的化合物不僅保證電子轉移的效果好，而且確保了材料的機械強化。
除了容量之外，該復合材料關鍵的特點是鋰離子在材料內部的遷移率高。這就可以快速給電池充電或者給大功率設備供電。此外，離子的高遷移率能夠使電池在低溫下正常工作。
在研究中科學家還發現另一個重要的特征，在材料充填鋰離子后，也能夠在復合材料里保持石墨烯獨特的電子特性。科學家認為，這種效應為控制石墨烯基納米材料的性能提供了新的可能。這項研究得到了俄聯邦教育科學部和俄羅斯基礎研究基金會的資助。
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