摘要
随着全球能源结构的深刻转型与“双碳”目标的推进，高效、安全且长寿命的能源存储技术已成为制约新能源产业发展的关键瓶颈。石墨烯作为一种具有单原子层厚度的二维碳纳米材料，凭借其卓越的导电性、极高的比表面积、优异的机械强度及独特的化学稳定性，被视为下一代能源存储器件的理想候选材料。然而，从实验室的高质量样品到工业化大规模应用，石墨烯面临着制备工艺成本高、结构缺陷难以控制、批次一致性差以及在实际电极中易团聚等严峻挑战。本文系统梳理了石墨烯制备技术的最新创新突破，深入分析了机械剥离、液相剥离、化学气相沉积及氧化还原法等主流工艺的原理演进与局限性，重点探讨了低温合成、绿色溶剂体系及人工智能辅助工艺优化等新兴策略。在此基础上，文章详细阐述了石墨烯在锂离子电池、超级电容器及锂硫电池等储能体系中的电化学增强机制，揭示了其在构建电子传输网络、优化离子扩散动力学及缓冲体积膨胀方面的核心作用。针对当前产业化进程中存在的质量均一性难题、环境负荷过重及产业链协同不足等问题，本文提出了涵盖绿色化智能制造、面向特定场景的结构设计以及产业生态标准化构建的系统性对策。研究旨在为打通石墨烯从材料制备到能源存储应用落地的“最后一公里”提供理论支撑与实践路径，推动石墨烯产业向高质量、可持续方向发展。
