鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1017次 | 2022年04月13日
講解石墨烯電池在鋰電池領(lǐng)域的發(fā)展前景
石墨烯電池在鋰離子電池領(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(chǔ)能、節(jié)能環(huán)保、航天等領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用潛能,成為近年來(lái)的研發(fā)熱點(diǎn)之一。
在產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)方面,近幾年來(lái),國(guó)內(nèi)已經(jīng)有很多市場(chǎng)化的石墨烯產(chǎn)品問(wèn)世,其中應(yīng)用于鋰電領(lǐng)域的石墨烯導(dǎo)電漿料生產(chǎn)公司有:東莞鴻納、青島昊鑫、華高等,石墨烯行業(yè)實(shí)現(xiàn)了從講故事到賣(mài)產(chǎn)品這一質(zhì)變的跨越。
石墨烯專(zhuān)利在儲(chǔ)能領(lǐng)域中重要集中在鋰離子電池領(lǐng)域,鋰離子電池相關(guān)的專(zhuān)利數(shù)為3077個(gè),占據(jù)市場(chǎng)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(dòng)力鋰電池的性能,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(lái)市場(chǎng)前景尤為廣闊。
目前石墨烯在鋰離子電池中的添加形式重要有導(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(guò)程中不涉及復(fù)雜的合成過(guò)程,因此可控性較強(qiáng),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(duì)成熟。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
石墨烯在鋰離子電池里面可能發(fā)揮用途的領(lǐng)域只有兩個(gè):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(chǔ)能領(lǐng)域,石墨烯專(zhuān)利重要集中在鋰離子電池領(lǐng)域,鋰離子電池相關(guān)的專(zhuān)利數(shù)為3077個(gè),占據(jù)市場(chǎng)份額的40%以上。
石墨烯材質(zhì)到底有什么過(guò)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(diǎn)。不過(guò),假如手機(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品在未來(lái)能夠使用石墨烯作為外殼的話(huà),則會(huì)變得堅(jiān)若磐石。據(jù)美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)的報(bào)告稱(chēng),石墨烯的硬度是鋼材的200倍,顯然具有非常強(qiáng)的耐用度。
2.如橡膠般具有延展性
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
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(shuō),石墨烯實(shí)際上是一種柔性材質(zhì),與橡膠類(lèi)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,假如手機(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?cè)?jīng)在電池技術(shù)發(fā)展類(lèi)的文章中提到過(guò)石墨烯,它極有可能在未來(lái)取代鋰離子電池,成為新一代的電池標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)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(shí)現(xiàn)約一周的續(xù)航能力,令人驚嘆。顯然,假如未來(lái)手機(jī)可以使用石墨烯電池,那么一周一充電將不再是夢(mèng)想。