石墨烯將引領(lǐng)新能源電池未來，前景如何？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-31 11:27
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石墨烯將引領(lǐng)新能源電池未來，但是它何時能走出實驗室？是劃時代意義還是僅是美好設想？技術(shù)上的難題讓人認為這僅僅是個概念，甚至可以說在工業(yè)上量產(chǎn)幾乎不可能。
引領(lǐng)新能源電池的未來
生活在北方的朋友，冬天常常會遇到這樣的痛苦，手機在低溫狀態(tài)下會自動關(guān)機。這造成了極大的不便，也讓手機電池的性能成為大眾選擇手機時需要考慮的一個重要因素。
石墨烯將引領(lǐng)新能源電池未來 何時能走出實驗室？
究其原因，是電池在過低溫度狀態(tài)下，活性物質(zhì)會減少，導致放電容量減少，致使電池性能變差。速途研究院近日發(fā)布的《2017年新能源電池行業(yè)分析報告》提到，石墨烯電池被譽為是一種劃時代意義的電池，其工作溫度范圍約在-40~120℃，可以說完全不受天氣溫度的影響。更主要的是它具有充電時間短，能量密度高等特點，能真正實現(xiàn)幾秒充滿電的訴求。
此物在虛無縹緲間
石墨烯電池是利用鋰離子在石墨烯表面和電極間快速穿梭特性，而開發(fā)的一種新能源電池。不過理想很豐滿，現(xiàn)實卻很骨感，現(xiàn)實的操作往往和理論相去甚遠。目前，石墨烯電池的應用還處在實驗階段，距離落地還有很長的路要走。甚至還有更多的人開始質(zhì)疑這僅僅是個概念。
其實，石墨烯電池并不是在電極材料中添加石墨烯，這是兩個不同的概念。
截至目前，石墨烯在電池上的應用也僅僅是在電池負極上代替原來的石墨，雖然可以整體提升電池的容量和充電速度，但是提升效果有限。而且石墨烯從石墨中剝離出來的技術(shù)并不簡單，除非技術(shù)成熟，否則將受成本制約。
而目前，對于石墨烯電池的結(jié)構(gòu)示意圖還沒有一個很明確的結(jié)果，僅僅是俄亥俄州的Nanotek儀器公司根據(jù)鋰離子電池在石墨烯表面和電極間快速穿梭的現(xiàn)象而提出的美好設想。而且在缺乏具體能量密度、循環(huán)壽命和充電速度等參數(shù)信息下，何時能走出實驗室仍是未知數(shù)，在工業(yè)上量產(chǎn)幾乎不可能。
盡管目前石墨烯電池的應用及其渺茫，但不可否認的是，其發(fā)展前景依舊被很多人看好，科學家為此仍不斷奮斗在一線。雖然目前只是處在實驗室的初級階段，但是我們要滿懷期待，畢竟每一項技術(shù)的突破，都會經(jīng)歷從被質(zhì)疑到實現(xiàn)的過程。
石墨烯，是由碳原子組成的單原子層平面薄膜，厚度僅為0.34納米，單層厚度相當于頭發(fā)絲直徑的十五萬分之一。是目前世界上已知的最輕薄、最堅硬的納米材料，透光性好，能折疊。因為只有一層原子，電子的運動被限制在一個平面上，石墨烯也有著全新的電學屬性。石墨烯是世界上導電性最好的材料，在傳統(tǒng)的手機鋰電池中加入了石墨烯復合導電粉末，提高了電池的倍率充放電性能和循環(huán)壽命。
然而，制備技術(shù)難題是阻礙石墨烯實現(xiàn)其潛在價值的最大“攔路虎”。目前，大多數(shù)的石墨烯電池技術(shù)還處于研發(fā)實驗階段，我們真的要等很久嗎？
日前，珠海聚碳復合材料有限公司旗下全資子公司聚碳動力已經(jīng)研發(fā)出一款真正意義的石墨烯電池商用產(chǎn)品，一舉將處于實驗室階段的石墨烯電池拉入電池市場，成功解決現(xiàn)有電源電池不穩(wěn)定、充電慢、容量低的難題。
珠海聚碳采取了綜合性能平衡設計思路，巧妙地將全新的石墨烯基復合碳材料引入電容電池的正負極，將普通超級電容器與高能電池結(jié)合為一體，開發(fā)出超高性能的新型電池。
首款石墨烯電池將首先應用于電動汽車電池，預計今年年底或明年年初就能與用戶見面，在明年下半年，應用于手機電池領(lǐng)域的商用石墨烯電池也會與大家見面，屆時，手機電池的續(xù)航能力、快充能力和安全問題都能一一得到解決。
珠海聚碳復合材料有限公司的工作人員表示，目前，市場上常見的電動汽車電池，分別是磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池和錳酸鋰電池。這三種電池各有優(yōu)缺點，不過購車者可以根據(jù)不同的優(yōu)缺點選擇不同的電池。而還有一種電池，就是石墨烯電池了，完全是顛覆式的創(chuàng)造，同時可以避免像類似于特斯拉汽車電池自燃的事件發(fā)生。
聚碳動力已經(jīng)掌握了石墨烯電池的制備技術(shù)，通過在鋰電池正負極材料中添加石墨烯，降低電池的內(nèi)阻，以達到實現(xiàn)高倍率快充快放和大幅提高電池的循環(huán)壽命。同時也提升了電池的耐受高低溫的性能。這是聚碳動力的核心技術(shù)，也是其他企業(yè)無法復制的。石墨烯電池的普及將會是電動汽車的飛躍，一旦石墨烯電池應用到電動汽車上，對整個汽車行業(yè)將是顛覆性的改變。
核心技術(shù)
其核心技術(shù)奧秘在于采取了綜合性能平衡設計思路，巧妙地將全新的石墨烯基復合碳材料引入電容電池的正負極，實現(xiàn)了普通超級電容器與高能電池結(jié)合為一體，從而兼有一般超級電容器和蓄電池的優(yōu)異性能。
用途
石墨烯全碳電容電池是一種全能的新型動力電源。可解決電動汽車動力問題，還可以在水面艦艇、潛艇、無人機、導彈以及航天領(lǐng)域中應用。特別是其獨具的安全性能將會對電動車產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來深刻影響。這一產(chǎn)品集鋰離子電池能量密度和超級電容器功率密度優(yōu)勢于一身，按照新國標檢測，循環(huán)壽命達4000次以上，使用溫度范圍從零下30攝氏度至零上70攝氏度。在保證一定續(xù)駛里程的基礎上，可實現(xiàn)大電流快速充電和超長的循環(huán)使用壽命。
技術(shù)突破
新型石墨烯全碳電容電池的優(yōu)點是儲電量大，由電能轉(zhuǎn)化成化學能，再轉(zhuǎn)化成電能釋放出來，其能量密度已經(jīng)超過目前最頂級的鋰離子電池，功率密度接近超級電容，在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)了電池和傳統(tǒng)電容的內(nèi)并，實現(xiàn)了電池和電容的優(yōu)點兼?zhèn)洹?/div>
