據(jù)外媒報(bào)導(dǎo)，鋰電池可讓電動(dòng)汽車的續(xù)航路程到達(dá)幾百英里，存儲(chǔ)能量的能力眾所周知，但是此類電池具起火危險(xiǎn)也是人盡皆知，電池人員將此類現(xiàn)象稱為“熱失控”（即電池堆集過多熱量）。當(dāng)電池過熱或是快速循環(huán)時(shí)，起火事故發(fā)作得最頻頻。
由于現(xiàn)在每年越來越多的電動(dòng)汽車得以上路，因而電池技術(shù)也需要得到發(fā)展，以下降危險(xiǎn)和災(zāi)難性起火事故發(fā)作的可能性。 美國(guó)伊利諾伊大學(xué)芝加哥工程學(xué)院（the University of Illinois at Chicago College of Engineering）的研究人員發(fā)布了一份研究報(bào)告，表明21世紀(jì)的奇特資料 – 石墨烯，可能可以從鋰離子電池著火時(shí)吸走氧氣，從而下降起火危險(xiǎn)。
鋰電池起火的原因在于電池快速循環(huán)或充放電，以及電池內(nèi)積累的高溫。上述狀況會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部的陰極（大多數(shù)狀況下，陰極都是含有鋰的氧化物，通常是鋰鈷氧化物）分化并開釋氧氣。而電解質(zhì)在高溫下會(huì)分化開釋出易燃品，假如氧氣與此類易燃品相結(jié)合，就會(huì)發(fā)作自燃。 伊利諾伊大學(xué)芝加哥工程學(xué)院機(jī)械和工業(yè)工程副教授兼該論文的通訊作者Reza Shahbazian－Yassar表明：“我們以為，假如有一種辦法，可以防止陰極開釋的氧氣與電池內(nèi)其他易燃品相結(jié)合，我們就可以下降起火的可能性。” 成果發(fā)現(xiàn)，石墨烯資料便是完美的解決方案，石墨烯是一種具有共同性質(zhì)的超薄碳原子層。
Shahbazian－Yassar與他的搭檔以前曾使用過石墨烯調(diào)節(jié)鋰金屬電池電極上積累的鋰。 Shahbazian－Yassar與他的搭檔都知道，氧原子無法從石墨烯片中滲出。此外，石墨烯還具有強(qiáng)度高、柔韌性好、可導(dǎo)電等長(zhǎng)處。他們以為，假如用石墨烯將鋰電池的鈷酸鋰陰極小顆粒包裹起來，就可能阻撓氧氣逸出。 首先，研究人員用化學(xué)辦法改變了石墨烯，使其具有導(dǎo)電性。
接下來，他們將鈷酸鋰陰極電極的微小顆粒包裹在導(dǎo)電的石墨烯中。當(dāng)研究人員使用電子顯微鏡，觀察被石墨烯包裹的鈷酸鋰顆粒時(shí)發(fā)現(xiàn)，與未包裹石墨烯的顆粒比較，在高溫下，開釋的氧氣顯著削減。 接下來，研究人員將被石墨烯包裹的顆粒與粘合資料相結(jié)合，形成了一個(gè)陰極，集成至鋰金屬電池中。當(dāng)研究人員測(cè)量電池循環(huán)過程中氧氣開釋狀況時(shí)發(fā)現(xiàn)，即便在十分高的電壓下，也幾乎沒有氧氣從陰極中逸出。
即便在200次充放電循環(huán)之后，鋰金屬電池的表現(xiàn)依然很好。 Sharifi－Asl表明：“與傳統(tǒng)的鋰金屬電池比較，陰極包裹了石墨烯的電池在快速循環(huán)后僅損失了約14％的容量，而在相同條件下，傳統(tǒng)鋰金屬電池的功能下降了約45％”。 Shahbazian－Yassar表明：“石墨烯是阻撓氧氣進(jìn)入電解質(zhì)的抱負(fù)資料。該資料不透氧、可導(dǎo)電、具柔韌性，強(qiáng)度高，可以接受電池內(nèi)部條件。并且其只要幾納米厚，因而不會(huì)額定增加電池的質(zhì)量。
我們的研究表明，在陰極中使用石墨烯可削減氧氣的開釋，可能是將電池起火危險(xiǎn)明顯下降的一種辦法，而此類電池為手機(jī)和汽車提供動(dòng)力。