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讲解石墨烯电池在锂电池领域的发展前景

2021-04-22   点击量:18

石墨烯电池在锂电池领域的发展前景


石墨烯电池因其在电学、力学、导热散热、光学、高比表面积等方面表现出优异的性能,使其在电子信息、储能、节能环保、航空航天等领域拥有巨大的应用潜能,成为近年来的研发热点之一。


在产业化推进方面,近几年来,国内已经有很多市场化的石墨烯产品问世,其中应用于锂电领域的石墨烯导电浆料生产企业有:东莞鸿纳、青岛昊鑫、华高等,石墨烯行业实现了从讲故事到卖产品这一质变的跨越。


石墨烯专利在储能领域中主要集中在锂离子电池领域,锂离子电池相关的专利数为3077个,占据市场份额的40%以上。锂离子电池领域技术研发较多的原因在于,石墨烯具有优良的导电性、能够缓解电极材料的体积膨胀等,从而大幅提高动力电池的性能,因此石墨烯在锂电池的正极、负极、集流体、隔膜、导电添加剂等方面应用较广,未来市场前景尤为广阔。


目前石墨烯在锂电池中的添加形式主要有导电添加剂、电极复合材料及直接作为负极材料三种形式。其中,石墨烯导电添加剂的导电、放电性能远远优于传统导电剂,其在制备过程中不涉及复杂的合成过程,因此可控性较强,难度较低,成功率较高,目前石墨烯导电剂研发技术已经相对成熟。


石墨烯在锂电池里面可能发挥作用的领域只有两个:直接用于负极材料和用于导电添加剂。在大众熟知的储能领域,石墨烯专利主要集中在锂离子电池领域,锂离子电池相关的专利数为3077个,占据市场份额的40%以上。


石墨烯材质到底有什么过人之处?


1.比钢铁还硬


虽然LGGFlex可以自我修复轻微的划伤,但仍未改变手机易损坏的缺点。不过,如果手机等数码产品在未来能够使用石墨烯作为外壳的话,则会变得坚若磐石。据美国化学学会的报告称,石墨烯的硬度是钢材的200倍,显然具有非常强的耐用度。


2.如橡胶般具有延展性


哥伦比亚大学的研究人员表示,石墨烯具有一定的延展性,能够伸展20%。也就是说,石墨烯实际上是一种柔性材质,与橡胶类似。三星公司一直在研究石墨烯晶体管,从而生产出柔性屏幕。另外,石墨烯电池也有一定的耐水性,有望应用在新一代的防水设备上。


3.轻薄特性


石墨烯出色的延展性,还能够让其十分轻薄,足够拉伸到薄到透明的程度。这就意味着,如果手机厂商可以使用这种材质,不仅能够让手机更耐用、防水,还可以变得更轻薄。


4.令人难以置信的电池寿命


我们曾经在电池技术发展类的文章中提到过石墨烯,它极有可能在未来取代锂电池,成为新一代的电池标准。美国西北大学的研究人员已经成功研发出石墨烯和硅材质的电池,充电15分钟可以实现约一周的续航能力,令人惊叹。显然,如果未来手机可以使用石墨烯电池,那么一周一充电将不再是梦想。


钜大特种电池工程研究院

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钜大特种锂离子电池工程研究中心是由东莞钜大电子有限公司兴建,并与中南大学、华南理工大学和东莞理工学院相关科研团队联合运营的特种锂离子电池产业化研发中心,研究中心秉持"以特殊环境、特殊用途和特殊性能的需求为导向,以产学研深度融合为创新驱动"的办院方针,力求满足用户独特的需要,从而为用户创造独特的价值。