石墨烯电池在锂电池领域的发展前景

来源：存能电气  日期：2019-08-14 11:10  浏览量：次

　　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、航空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。