锂电池厂商浅谈石墨烯材料锂电池大规模量产能不能实现

来源：存能电气  日期：2019-12-02 16:03  浏览量：次

　　锂电池厂商浅谈石墨烯材料锂电池大规模量产能不能实现？据了解，纺丝级单层氧化石墨烯十吨生产线生产的产品单层率大于99％，能够支撑多样化的下游应用。从行业发展趋势上看，石墨烯整个产业链具备良好的发展前景和持续的增长潜力，未来随技术进步带来的成本下降以及产品大规模量产，石墨烯产品用量有望迎来爆发式增长。

　　锂电池厂商浅谈石墨烯材料锂电池大规模量产能不能实现？

　　石墨烯锂电池是国家重点支持的战略前沿和新兴材料产业，一直以来，高品质单层石墨烯粉体类原料无法量产，使得石墨烯诸多优异性能无法充分发挥出来，导致其产业化之路困难重重。

　　作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”。低成本量产石墨烯是石墨烯产业发展的关键环节，近几年来国家在各大科研院所投入巨大。

　　石墨烯只有低成本量产后，才能实现其在新型材料中的广泛应用，该生产线的投产将为我国石墨烯锂电池的产业化作出贡献，其一是继续降低成本，使其每克下降到10元之内，其二是在下游产业链条上迅速广泛应用。

　　石墨烯材料的特性

　　石墨烯是目前世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。

　　因为它的电阻率极低，电子的移动速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管，由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

　　石墨烯锂电池另一个特性是能够在常温下观察到量子霍尔效应，石墨烯的结构非常稳定，石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。

　　这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。另外，石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。

　　常规石墨烯锂电池材料生产主要有三种方式，一种是对石墨进行剥离，第二种是对天然气、甲烷等进行化学气相沉积，第三种是氧化石墨还原法，以上方法存在生产周期长、环境污染严重以及产能受限等问题。

　　石墨烯被视为计算机芯片中“硅”的潜在替代品，这种像原子层一样薄的材料具有高导电性、强张力、高韧性和高散热性。研究人员表示，相比于硅，它可以为芯片带来近1000倍的速度提高，并减少近50倍的能源消耗。

　　从每吨3300元到每吨100万元，碳化硅生产企业的“下脚料”，经过一系列科技转化，变身为“黑金”新材料——石墨烯，实现了300倍的增值。石墨烯已经被发现十多年了，人们对它如何转化为电子产品这件事依然充满了兴奋，但人们发现，要将石墨烯产品商业化和量产颇具挑战性。