鉅大LARGE | 點擊量：557次 | 2022年08月29日
石墨烯能否成為鋰電材料突破口
近來，浙江烯聯(lián)納米科技有限公司投資1.6億元，用于石墨烯鋰離子電池三元正極材料建設(shè)項目的建設(shè)，該項目占地面積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)能力。
此前，浙江大學(xué)高明團(tuán)隊研制出新型鋁-石墨烯電池，短短幾秒便可充電完成，循環(huán)充放25萬次后仍然電力十足，并展示出耐熱、抗凍，重復(fù)彎折不影響功能等優(yōu)良特性，顯示出普遍的使用前景。
自今年以來，市場對石墨烯材料追捧火熱，不少廠商和科研機(jī)構(gòu)對石墨烯作為新的電池材料的應(yīng)用嘗試越來越多。烯聯(lián)納米項目負(fù)責(zé)人何仕國曾表示，烯聯(lián)納米的電池正極材料是純電動車電池的核心技術(shù)。那么，石墨烯會是鋰電材料突破口嗎？能為目前鋰離子電池遇到的問題提供多一個解決選項嗎？
石墨烯鋰電池嶄露頭角
石墨烯具有獨特的二維結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的性能和各種潛在的應(yīng)用價值，石墨烯基納米材料是一種很有吸引力的鋰離子電池電極材料，尤其針對高能量密度與高功率密度電池。而石墨烯電池，就是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發(fā)出的一種新電池。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
有趣的是，除了浙江烯聯(lián)納米科技有限公司投資建石墨烯基地外，玉龍股份近日也發(fā)布公告增資投產(chǎn)石墨烯。據(jù)悉，玉龍股份將對寧夏漢堯石墨烯儲能材料科技有限公司增資人民幣3億元，主要用于加快寧夏漢堯鋰離子電池石墨烯三元正極材料及導(dǎo)電漿料項目產(chǎn)線的建設(shè)投產(chǎn)，帶動產(chǎn)能和釋放推動新業(yè)務(wù)的發(fā)展。
鋰電產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)廠商的對石墨烯鋰離子電池的布局，或?qū)⒓铀偈╀囯x子電池的的面世。
石墨烯是高能量密度電池重要選項
在國家政策主導(dǎo)鋰電往高能量密度的發(fā)展背景下，石墨烯材料是很好的下一代電池材料備選。石墨烯在新一代素材中一直被認(rèn)為是代表性材料。從石墨中剝出的石墨烯是薄薄的碳素原子膜，其特點是物理性、化學(xué)性的穩(wěn)定性較高。該材料比銅的導(dǎo)電性高100倍；比硅的導(dǎo)電速度高140倍以上。這也是石墨烯球材電池比現(xiàn)有的充電電池的充電速度快五倍的理由。憑借優(yōu)異的材料性能，石墨烯受到了研究機(jī)構(gòu)與鋰電企業(yè)的青睞。
今年初，從科技部網(wǎng)站獲悉，韓國《中央日報》報道三星電子綜合技術(shù)院的研究小組成功研發(fā)出新電池材料“石墨烯球”，比現(xiàn)有鋰離子電池的充電容量高出45%，充電速度提高5倍以上。研究人員發(fā)現(xiàn)在高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性的石墨烯材料中加入二氧化硅后，可以大量合成石墨烯，合成的石墨烯像爆米花一樣呈現(xiàn)出三維立體形態(tài)，因此被稱為“石墨烯球”，將這種石墨烯球材料用于鋰離子電池的陽極保護(hù)膜和陰極材料后可以提升充電容量、縮短充電時間，而且高溫穩(wěn)定性也能得到保障。韓國計劃五年內(nèi)將“石墨烯球”鋰電子電池實現(xiàn)商用化。
今年三月底，落戶于銀川經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的石墨烯新能源產(chǎn)業(yè)化項目，計劃投資85億元，實施年產(chǎn)3萬噸石墨烯改性三元材料及1萬噸石墨烯導(dǎo)電漿料項目等5個項目，項目建成后，可在銀川市形成石墨烯儲能材料基本的產(chǎn)業(yè)鏈條，并形成年產(chǎn)值150億元以上的規(guī)模。
而不久前，美國麻省理工學(xué)院已成功研制出表面附有石墨烯納米圖層的柔性光伏電池板，可極大降低制造透明可變形太陽能電池的成本，這種電池有可能在夜視鏡、相機(jī)等小型數(shù)碼設(shè)備中應(yīng)用。
石墨烯電池盡管得到了不少廠商和投資者的偏愛，但是也存在反對聲音。首先，成本和工藝的復(fù)雜性高，有學(xué)者認(rèn)為，石墨烯電池可能只能存在于實驗室之中，商業(yè)化的普及還是比較的困難。OakRidgeNaTIonalLaboratory與有名的石墨烯業(yè)內(nèi)廠商Vorbeck曾披露石墨烯的研究成果，他們認(rèn)為，石墨烯工作的可重復(fù)性常常都很差，所做技術(shù)與實用化目標(biāo)脫節(jié)嚴(yán)重。這一現(xiàn)象已經(jīng)廣受科研界中的有識之士，以及工業(yè)界的詬病。
材料是現(xiàn)代文明的三大支柱之一，新材料的發(fā)現(xiàn)以及跨領(lǐng)域的應(yīng)用對科技發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。電池產(chǎn)業(yè)由傳統(tǒng)鋰電池再到之后的鈷鋰電池，一直到如今的電池高鎳化。石墨烯對于動力電池而言，或許是下一代材料的突破口。而電池技術(shù)的發(fā)展，也在促進(jìn)各種電子終端產(chǎn)品的迭代。
