石墨烯電池在鋰電池領(lǐng)域的發(fā)展前景

來源：存能電氣  日期：2019-08-14 11:10  瀏覽量：次

　　石墨烯電池在鋰電池領(lǐng)域的發(fā)展前景。石墨烯電池正迅速變得比以前的石墨電池更受歡迎。它們是一種新興的技術(shù)，允許更快的周期和增加的電極密度。他們也有能力延長充電時間，提高鋰電池的使用壽命。石墨烯及其衍生物具有優(yōu)異的電導(dǎo)率和導(dǎo)熱性、大的比表面積和天然的粘附性等優(yōu)異性能。

　　石墨烯電池在鋰電池領(lǐng)域的發(fā)展前景

　　石墨烯電池因其在電學(xué)、力學(xué)、導(dǎo)熱散熱、光學(xué)、高比表面積等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，使其在電子信息、儲能、節(jié)能環(huán)保、航空航天等領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用潛能，成為近年來的研發(fā)熱點之一。

　　在產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)方面，近幾年來，國內(nèi)已經(jīng)有很多市場化的石墨烯產(chǎn)品問世，其中應(yīng)用于鋰電領(lǐng)域的石墨烯導(dǎo)電漿料生產(chǎn)企業(yè)有：東莞鴻納、青島昊鑫、華高等，石墨烯行業(yè)實現(xiàn)了從“講故事”到“賣產(chǎn)品”這一質(zhì)變的跨越。

　　石墨烯專利在儲能領(lǐng)域中主要集中在鋰離子電池領(lǐng)域，鋰離子電池相關(guān)的專利數(shù)為3077個，占據(jù)市場份額的40%以上。鋰離子電池領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)較多的原因在于，石墨烯具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、能夠緩解電極材料的體積膨脹等，從而大幅提高動力電池的性能，因此石墨烯在鋰電池的正極、負(fù)極、集流體、隔膜、導(dǎo)電添加劑等方面應(yīng)用較廣，未來市場前景尤為廣闊。

　　目前石墨烯在鋰電池中的添加形式主要有導(dǎo)電添加劑、電極復(fù)合材料及直接作為負(fù)極材料三種形式。其中，石墨烯導(dǎo)電添加劑的導(dǎo)電、放電性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)導(dǎo)電劑，其在制備過程中不涉及復(fù)雜的合成過程，因此可控性較強，難度較低，成功率較高，目前石墨烯導(dǎo)電劑研發(fā)技術(shù)已經(jīng)相對成熟。

　　石墨烯在鋰電池里面可能發(fā)揮作用的領(lǐng)域只有兩個：直接用于負(fù)極材料和用于導(dǎo)電添加劑。在大眾熟知的儲能領(lǐng)域，石墨烯專利主要集中在鋰離子電池領(lǐng)域，鋰離子電池相關(guān)的專利數(shù)為3077個，占據(jù)市場份額的40%以上。

　　石墨烯材質(zhì)到底有什么過人之處？

　　1.比鋼鐵還硬

　　雖然LGGFlex可以自我修復(fù)輕微的劃傷，但仍未改變手機(jī)易損壞的缺點。不過，如果手機(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品在未來能夠使用石墨烯作為外殼的話，則會變得堅若磐石。據(jù)美國化學(xué)學(xué)會的報告稱，石墨烯的硬度是鋼材的200倍，顯然具有非常強的耐用度。

　　2.如橡膠般具有延展性

　　哥倫比亞大學(xué)的研究人員表示，石墨烯具有一定的延展性，能夠伸展20%。也就是說，石墨烯實際上是一種柔性材質(zhì)，與橡膠類似。三星公司一直在研究石墨烯晶體管，從而生產(chǎn)出柔性屏幕。另外，石墨烯電池也有一定的耐水性，有望應(yīng)用在新一代的防水設(shè)備上。

　　3.輕薄特性

　　石墨烯出色的延展性，還能夠讓其十分輕薄，足夠拉伸到薄到透明的程度。這就意味著，如果手機(jī)廠商可以使用這種材質(zhì)，不僅能夠讓手機(jī)更耐用、防水，還可以變得更輕薄。

　　4.令人難以置信的電池壽命

　　我們曾經(jīng)在電池技術(shù)發(fā)展類的文章中提到過石墨烯，它極有可能在未來取代鋰電池，成為新一代的電池標(biāo)準(zhǔn)。美國西北大學(xué)的研究人員已經(jīng)成功研發(fā)出石墨烯和硅材質(zhì)的電池，充電15分鐘可以實現(xiàn)約一周的續(xù)航能力，令人驚嘆。顯然，如果未來手機(jī)可以使用石墨烯電池，那么一周一充電將不再是夢想。

　　5.與人類的身體互聯(lián)

　　英國曼徹斯特大學(xué)的博士、發(fā)現(xiàn)，石墨烯具有與生物互聯(lián)的特點，這對健康檢測類可穿戴設(shè)備具有非常積極的影響。使用石墨烯作為傳感器，將可以監(jiān)測和掃描人類的神經(jīng)系統(tǒng)，可以想象，未來會出現(xiàn)“精神健康”類的監(jiān)測設(shè)備及應(yīng)用。

　　石墨烯在鋰離子電池的應(yīng)用前景備受關(guān)注。因此石墨烯在鋰離子電池的正極、負(fù)極、集流體、隔膜、導(dǎo)電添加劑等方面應(yīng)用較廣，未來市場前景尤為廣闊。