石墨烯電池在鋰電池領(lǐng)域的發(fā)展前景
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-15 19:49
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石墨烯電池在鋰電池領(lǐng)域的發(fā)展前景。石墨烯電池正迅速變得比過(guò)去的石墨電池更受歡迎。他們是一個(gè)新興的技術(shù)，允許更快的周期和增加電極密度。它們還可以延長(zhǎng)鋰離子電池的充電時(shí)間和壽命。石墨烯及其衍生物具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，比表面積大，自然附著力好。
石墨烯電池在鋰電池領(lǐng)域的發(fā)展前景
石墨烯鋰電池。JPG
石墨烯電池已成為近年來(lái)的研究和開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)之一,由于其優(yōu)良的性能在電力、機(jī)械、導(dǎo)熱和散熱,光學(xué)、高的比表面積和其他方面,這使得它在電子信息有很大的應(yīng)用潛力,能量存儲(chǔ)、節(jié)能環(huán)保、航空航天等領(lǐng)域。
在產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)方面，近年來(lái)國(guó)內(nèi)推出了大量以市場(chǎng)為導(dǎo)向的石墨烯產(chǎn)品，其中用于鋰電領(lǐng)域的石墨烯導(dǎo)電漿料生產(chǎn)企業(yè)有東莞鴻爾、青島浩欣、華高等。石墨烯產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了從“講故事”到“賣(mài)產(chǎn)品”的質(zhì)的飛躍。
儲(chǔ)能領(lǐng)域的石墨烯專(zhuān)利主要集中在鋰離子電池領(lǐng)域。鋰離子電池相關(guān)專(zhuān)利3077項(xiàng)，占市場(chǎng)份額40%以上。鋰離子電池技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)更多,因?yàn)槭┚哂辛己玫膶?dǎo)電性,可以減輕電極材料的體積膨脹,等,從而大大提高動(dòng)力電池的性能,因此石墨烯正極和負(fù)極的鋰電池集流體、隔膜,廣泛使用的導(dǎo)電添加劑,等,未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊。
目前，鋰電池中石墨烯的添加形式主要有導(dǎo)電添加劑、電極復(fù)合材料和直接作為陰極材料。其中，石墨烯導(dǎo)電添加劑的導(dǎo)電放電性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)導(dǎo)電劑，且制備過(guò)程不涉及復(fù)雜的合成過(guò)程，因此可控性強(qiáng)、難度低、成功率高。目前，石墨烯導(dǎo)電劑的研發(fā)技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟。
石墨烯在鋰電池中可能發(fā)揮作用的領(lǐng)域只有兩個(gè):直接用于陰極材料和作為導(dǎo)電添加劑。在眾所周知的儲(chǔ)能領(lǐng)域，石墨烯專(zhuān)利主要集中在鋰離子電池，鋰離子電池相關(guān)專(zhuān)利3077項(xiàng)，占市場(chǎng)份額40%以上。
石墨烯有什么特別之處?
1. 比鋼
雖然LGGFlex可以自行修復(fù)輕微的劃痕，但它并不能改變手機(jī)的漏洞。但是，如果石墨烯在未來(lái)可以用作手機(jī)和其他數(shù)字設(shè)備的外殼，它可能會(huì)變得堅(jiān)如磐石。據(jù)美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)稱(chēng)，石墨烯的硬度是鋼的200倍，因此非常耐用。
2. 像橡膠一樣有延展性
哥倫比亞大學(xué)的研究人員表示，石墨烯具有延展性，可拉伸20%。換句話(huà)說(shuō)，石墨烯實(shí)際上是一種柔性材料，類(lèi)似于橡膠。三星一直致力于石墨烯晶體管以生產(chǎn)柔性屏幕。此外，石墨烯電池還具有一定的耐水性，有望用于新一代防水設(shè)備。
3.輕薄性能
石墨烯極好的延展性也使得它非常薄，薄到可以拉伸到透明。這意味著如果手機(jī)制造商可以使用這種材料，它不僅可以使手機(jī)更耐用和防水，還可以使它們變得越來(lái)越輕。
4. 令人難以置信的電池壽命
我們?cè)陔姵丶夹g(shù)開(kāi)發(fā)文章中提到的石墨烯有可能取代鋰電池，成為未來(lái)新一代電池的標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)西北大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出了石墨烯和硅電池，充電15分鐘后可使用一周左右。顯然，如果石墨烯電池將用于未來(lái)的手機(jī)，每周充電一次將不再是夢(mèng)想。
與人體相連
英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的戴維·d博士發(fā)現(xiàn)，石墨烯與生物的結(jié)合能力對(duì)健康測(cè)試等可穿戴設(shè)備產(chǎn)生了非常積極的影響。利用石墨烯作為傳感器，將有可能監(jiān)測(cè)和掃描人類(lèi)神經(jīng)系統(tǒng)，可以想象，“心理健康”監(jiān)測(cè)設(shè)備和應(yīng)用將在未來(lái)出現(xiàn)。
