石墨烯电池在锂电池领域的发展前景

2019-09-17      2000 次浏览

石墨烯电池在锂电池领域的发展前景。石墨烯电池正迅速变得比以前的石墨电池更受欢迎。它们是一种新兴的技术,允许更快的周期和增加的电极密度。他们也有能力延长充电时间,提高锂电池的使用寿命。石墨烯及其衍生物具有优异的电导率和导热性、大的比表面积和天然的粘附性等优异性能。


石墨烯电池在锂电池领域的发展前景


石墨烯电池因其在电学、力学、导热散热、光学、高比表面积等方面表现出优异的性能,使其在电子信息、储能、节能环保、特种航天等领域拥有巨大的应用潜能,成为近年来的研发热点之一。


在产业化推进方面,近几年来,国内已经有很多市场化的石墨烯产品问世,其中应用于锂电领域的石墨烯导电浆料生产企业有:东莞鸿纳、青岛昊鑫、华高等,石墨烯行业实现了从“讲故事”到“卖产品”这一质变的跨越。


石墨烯专利在储能领域中主要集中在锂离子电池领域,锂离子电池相关的专利数为3077个,占据市场份额的40%以上。锂离子电池领域技术研发较多的原因在于,石墨烯具有优良的导电性、能够缓解电极材料的体积膨胀等,从而大幅提高动力电池的性能,因此石墨烯在锂电池的正极、负极、集流体、隔膜、导电添加剂等方面应用较广,未来市场前景尤为广阔。


目前石墨烯在锂电池中的添加形式主要有导电添加剂、电极复合材料及直接作为负极材料三种形式。其中,石墨烯导电添加剂的导电、放电性能远远优于传统导电剂,其在制备过程中不涉及复杂的合成过程,因此可控性较强,难度较低,成功率较高,目前石墨烯导电剂研发技术已经相对成熟。


石墨烯在锂电池里面可能发挥作用的领域只有两个:直接用于负极材料和用于导电添加剂。在大众熟知的储能领域,石墨烯专利主要集中在锂离子电池领域,锂离子电池相关的专利数为3077个,占据市场份额的40%以上。


  石墨烯材质到底有什么过人之处?


1.比钢铁还硬


虽然LGGFlex可以自我修复轻微的划伤,但仍未改变手机易损坏的缺点。不过,如果手机等数码产品在未来能够使用石墨烯作为外壳的话,则会变得坚若磐石。据美国化学学会的报告称,石墨烯的硬度是钢材的200倍,显然具有非常强的耐用度。


2.如橡胶般具有延展性


哥伦比亚大学的研究人员表示,石墨烯具有一定的延展性,能够伸展20%。也就是说,石墨烯实际上是一种柔性材质,与橡胶类似。三星公司一直在研究石墨烯晶体管,从而生产出柔性屏幕。另外,石墨烯电池也有一定的耐水性,有望应用在新一代的防水设备上。


3.轻薄特性


石墨烯出色的延展性,还能够让其十分轻薄,足够拉伸到薄到透明的程度。这就意味着,如果手机厂商可以使用这种材质,不仅能够让手机更耐用、防水,还可以变得更轻薄。


4.令人难以置信的电池寿命


我们曾经在电池技术发展类的文章中提到过石墨烯,它极有可能在未来取代锂电池,成为新一代的电池标准。美国西北大学的研究人员已经成功研发出石墨烯和硅材质的电池,充电15分钟可以实现约一周的续航能力,令人惊叹。显然,如果未来手机可以使用石墨烯电池,那么一周一充电将不再是梦想。


5.与人类的身体互联


英国曼彻斯特大学的博士、发现,石墨烯具有与生物互联的特点,这对健康检测类可穿戴设备具有非常积极的影响。使用石墨烯作为传感器,将可以监测和扫描人类的神经系统,可以想象,未来会出现“精神健康”类的监测设备及应用。


石墨烯在锂离子电池的应用前景备受关注。因此石墨烯在锂离子电池的正极、负极、集流体、隔膜、导电添加剂等方面应用较广,未来市场前景尤为广阔。


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