隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不了解這些產(chǎn)品的一些組成，比如石墨烯材料。鋰離子電池包由于安全環(huán)保、體積小重量輕、容量大、使用壽命長、快速充電等優(yōu)勢逐漸開始被很多公司開始采納和接受。在國家政策主導(dǎo)鋰離子電池包往高能量密度的發(fā)展背景下，你猜石墨烯將會是鋰離子電池包下一代材料突破口嗎?

自今年以來，鋰離子電池組市場一直在追求石墨烯材料，許多制造商和科研機構(gòu)都在嘗試越來越多地將石墨烯用作新型電池材料。石墨烯是具有以六邊形形狀排列并且彼此連接以形成碳分子的碳原子的二維晶體。其結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。

浙江烯聯(lián)納米科技有限公司投資1.6億元，建設(shè)石墨烯鋰離子電池三元正極材料建設(shè)項目，占地面積40畝。項目建成后，將形成年產(chǎn)6000T/a石墨烯鋰離子電池正極材料的生產(chǎn)量力。以前，浙江大學(xué)高明研究小組開發(fā)了一種新型的鋁石墨烯電池，可以在幾秒鐘內(nèi)完成充電。經(jīng)過250,000次充電和放電循環(huán)后，它仍然充滿電。已經(jīng)表明，它是耐熱和抗霜凍的，反復(fù)彎曲不會影響其功能。等優(yōu)異的特性，顯示出普遍的應(yīng)用前景。

那么，石墨烯會是鋰離子電池包下一代材料突破口嗎?

石墨烯材料特點：

石墨烯具有獨特的二維結(jié)構(gòu)，出色的性能和各種潛在的應(yīng)用價值。石墨烯基納米材料是鋰離子電池極具吸引力的電極材料，特別是關(guān)于高能量密度和高功率密度的電池。石墨烯電池是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速且大量的往復(fù)運動的特性而開發(fā)的新型電池。加上鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈中相關(guān)制造商對石墨烯鋰離子電池的布局，可能會加速石墨烯鋰離子電池的出現(xiàn)。

石墨烯是高能量密度電池重要選項

在國家政策推動的高能量密度鋰離子電池組發(fā)展的背景下，石墨烯材料是下一代電池材料的理想選擇。石墨烯一直被認為是新一代材料中的代表性材料。從石墨剝離的石墨烯是一個碳原子薄膜，其特點是具有很高的物理和化學(xué)穩(wěn)定性。這種材料的導(dǎo)電性是銅的100倍，是硅的140倍以上。這就是石墨烯球形電池充電速度比現(xiàn)有可充電電池快五倍的原因。石墨烯以其優(yōu)異的材料性能而受到研究機構(gòu)和鋰離子電池組公司的青睞。

新電池材料“石墨烯球”

新型電池材料“石墨烯球”的充電容量比現(xiàn)有的鋰離子電池高45%，充電速度提高了5倍以上。研究人員發(fā)現(xiàn)，在高強度，高電導(dǎo)率的石墨烯材料中添加二氧化硅后，可以合成大量的石墨烯。合成的石墨烯呈爆米花狀的三維形狀，因此被稱為“石墨烯球”。將石墨烯球材料用于鋰離子電池的陽極保護膜和陰極材料后，可以新增充電容量，可以縮短充電時間，還可以保證高溫穩(wěn)定性。

石墨烯材料的缺陷

一些學(xué)者認為，石墨烯電池可能僅存在于實驗室中，并且商業(yè)化仍然相對困難。他們認為，石墨烯工作的可重復(fù)性通常很差，并且技術(shù)和實際目標嚴重脫節(jié)。材料是現(xiàn)代文明的三大支柱之一。新材料的發(fā)現(xiàn)和跨領(lǐng)域應(yīng)用在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中起著至關(guān)重要的用途。電池行業(yè)已經(jīng)從傳統(tǒng)的鋰離子電池過渡到后來的鈷鋰離子電池，再到當今電池的高鎳。關(guān)于鋰離子電池組，石墨烯可能是下一代材料的突破。

隨著批量化生產(chǎn)以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用步伐正在加快，基于已有的研究成果，最先實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的領(lǐng)域可能會是移動設(shè)備、特種航天、新能源電池領(lǐng)域。在研究設(shè)計過程中，一定會有這樣或著那樣的問題，這就要我們的科研工作者在設(shè)計過程中不斷總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗，這樣才能促進產(chǎn)品的不斷革新。