石墨烯電池在鋰電池領域的發展前景

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域的發展前景。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，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異的電導率和導熱性、大的比表面積和天然的粘附性等優異性能。

　　石墨烯電池在鋰電池領域的發展前景

　　石墨烯電池因其在電學、力學、導熱散熱、光學、高比表面積等方面表現出優異的性能，使其在電子信息、儲能、節能環保、航空航天等領域擁有巨大的應用潛能，成為近年來的研發熱點之一。

　　在產業化推進方面，近幾年來，國內已經有很多市場化的石墨烯產品問世，其中應用于鋰電領域的石墨烯導電漿料生產企業有：東莞鴻納、青島昊鑫、華高等，石墨烯行業實現了從“講故事”到“賣產品”這一質變的跨越。

　　石墨烯專利在儲能領域中主要集中在鋰離子電池領域，鋰離子電池相關的專利數為3077個，占據市場份額的40%以上。鋰離子電池領域技術研發較多的原因在于，石墨烯具有優良的導電性、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、負極、集流體、隔膜、導電添加劑等方面應用較廣，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電添加劑、電極復合材料及直接作為負極材料三種形式。其中，石墨烯導電添加劑的導電、放電性能遠遠優于傳統導電劑，其在制備過程中不涉及復雜的合成過程，因此可控性較強，難度較低，成功率較高，目前石墨烯導電劑研發技術已經相對成熟。

　　石墨烯在鋰電池里面可能發揮作用的領域只有兩個：直接用于負極材料和用于導電添加劑。在大眾熟知的儲能領域，石墨烯專利主要集中在鋰離子電池領域，鋰離子電池相關的專利數為3077個，占據市場份額的40%以上。

　　石墨烯材質到底有什么過人之處？

　　1.比鋼鐵還硬

　　雖然LGGFlex可以自我修復輕微的劃傷，但仍未改變手機易損壞的缺點。不過，如果手機等數碼產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。據美國化學學會的報告稱，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，與橡膠類似。三星公司一直在研究石墨烯晶體管，從而生產出柔性屏幕。另外，石墨烯電池也有一定的耐水性，有望應用在新一代的防水設備上。

　　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，如果手機廠商可以使用這種材質，不僅能夠讓手機更耐用、防水，還可以變得更輕薄。

　　4.令人難以置信的電池壽命

　　我們曾經在電池技術發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準。美國西北大學的研究人員已經成功研發出石墨烯和硅材質的電池，充電15分鐘可以實現約一周的續航能力，令人驚嘆。顯然，如果未來手機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

　　英國曼徹斯特大學的博士、發現，石墨烯具有與生物互聯的特點，這對健康檢測類可穿戴設備具有非常積極的影響。使用石墨烯作為傳感器，將可以監測和掃描人類的神經系統，可以想象，未來會出現“精神健康”類的監測設備及應用。

　　石墨烯在鋰離子電池的應用前景備受關注。因此石墨烯在鋰離子電池的正極、負極、集流體、隔膜、導電添加劑等方面應用較廣，未來市場前景尤為廣闊。