什么是石墨烯？

“鉛筆在紙上劃過(guò)的痕跡，其實(shí)就可能是多層石墨烯?！边@大概是對(duì)石墨烯描述最通俗易懂的解釋了，作為一種以碳原子為核心組成的二維碳納米材料，石墨烯普遍存在于自然界，厚1毫米的石墨就大約包含300萬(wàn)層石墨烯，這也使其難以剝離出單層結(jié)構(gòu)。

因?yàn)樘厥獾奈锢硇再|(zhì)，石墨烯具備優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源等方面具有重要的應(yīng)用前景，被稱作“21世紀(jì)的新材料之王”。

從實(shí)驗(yàn)室走向量產(chǎn)

雖然石墨烯是一種寶貴的未來(lái)革命性材料，但要掌握相關(guān)的制備技術(shù)其實(shí)難度非常大。目前常見(jiàn)的石墨烯粉體生產(chǎn)提取的方法，有機(jī)械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長(zhǎng)法，薄膜生產(chǎn)方法為化學(xué)氣相沉積法（CVD）等等。這些方法普遍存在一個(gè)問(wèn)題，就是要嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境做支持，并且一次只能小規(guī)模的提取。

而作為國(guó)內(nèi)最早進(jìn)行石墨烯商業(yè)化研發(fā)的公司之一，廣汽集團(tuán)則掌握了自主研發(fā)的三維結(jié)構(gòu)（3DG）石墨烯制備技術(shù)，《三維結(jié)構(gòu)石墨烯及其碳源自模板催化熱解制備法》現(xiàn)已申請(qǐng)發(fā)明專利。這使得廣汽在石墨烯材料及石墨烯快充電池領(lǐng)域的應(yīng)用具有極強(qiáng)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)和極高的技術(shù)儲(chǔ)備。

廣汽掌握的3DG公斤級(jí)小試制備技術(shù)，已初步完成噸級(jí)中試產(chǎn)線的工藝設(shè)計(jì)和產(chǎn)線布局，在新能源領(lǐng)域及復(fù)合材料領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用研究及開(kāi)發(fā)成型能力。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(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的領(lǐng)域可能會(huì)是移動(dòng)設(shè)備、特種航天、新能源電池領(lǐng)域。

廣汽新能源石墨烯超級(jí)快充電池

說(shuō)了這么多石墨烯材料的事，我們?cè)僬f(shuō)回廣汽新能源的石墨烯超級(jí)快充電池。當(dāng)前，國(guó)家正在大力發(fā)展新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，新能源車(chē)具有加速快、智能化程度高、使用成本低等優(yōu)勢(shì)，但充電速度比之燃油車(chē)加油的速度還顯得不夠快，是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的障礙之一。石墨烯材料所具備的優(yōu)異電學(xué)特性有望徹底解決這一難題。

利用石墨烯出色的導(dǎo)電性能，我們將其添加到鋰離子電池的正極材料中，使純電動(dòng)汽車(chē)的充電速度成倍提升。目前鋰離子電池支持的充電倍率只有1.3C，而石墨烯快充電池則具備6C快充能力，8分鐘就能充電至85%，實(shí)現(xiàn)和燃油車(chē)加滿一箱油的時(shí)間相當(dāng)。

小貼士：“C”是充電倍率的單位，代表了充電速度。舉個(gè)例子，容量為30度電KW/h的電池，以30KW的功率充電，則此時(shí)充電倍率為1C，充滿電要1小時(shí)。假如充電倍率提升為2C則30分鐘就能充滿，6C則只要10分鐘。

隨著石墨烯超級(jí)快充電池技術(shù)的應(yīng)用，大功率充電樁的建設(shè)也勢(shì)在必行，2020全國(guó)兩會(huì)上，國(guó)家宣布將重點(diǎn)支持“兩新一重”建設(shè)，加快充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車(chē)的普及。有了相關(guān)部門(mén)和地方政府的大力扶持，石墨烯超級(jí)快充電池技術(shù)將駛?cè)胛覀兊纳睿淖兾覀兊某鲂蟹绞?，這無(wú)疑值得期待。