烯儲霸王的發(fā)布是既去年全球首款石墨烯空氣凈化器與全球首個石墨烯高端產(chǎn)業(yè)應(yīng)用——“石墨烯表面波探測技術(shù)”發(fā)布之后的又一重大產(chǎn)品。去年以來，石墨烯電池被炒的沸沸揚揚，大多對石墨烯電池抱有懷疑，甚至是質(zhì)疑的態(tài)度。那么，石墨烯電池到底是真的嗎？本次的烯儲霸王發(fā)布會上給出了答案。

　　碳世紀董事長閆立群告訴記者，石墨烯電池的全稱應(yīng)是石墨烯改性鋰離子電池，其應(yīng)用制作電池共有四種方法，一是直接用在負極；二是作為正極的導電添加劑使用，“所有鋰電池都要加導電添加劑，原來是加導電炭黑，現(xiàn)在用石墨烯替換炭黑，相對比較低端，”閆立群說。三是直接在鋰電池正極表面進行包覆，因為鋰電正極材料是金屬氧化物，時間長之后會導致氧化，導電性減弱，石墨烯覆蓋后會解決該問題，提升微觀導電性，無法比擬宏觀的金屬導電性。四是直接作為電極材料的骨架，以此增加正極材料強度，同時使石墨烯成為了正極的骨骼，整體提升鋰電池壽命，提高微觀導電性和電池的安全性能。

　　烯儲霸王：可循環(huán)使用3萬次以上，是普通充電電池30倍

　　碳世紀發(fā)布全球首款石墨烯鋰離子充電電池烯儲霸王是標準5號電池，直徑為14.5mm，高度50mm。5號電池在很多小電器和數(shù)碼產(chǎn)品中廣泛使用，為家庭必備電池，此后還將推出7號電池。

　　烯儲霸王與普通5號電池相比優(yōu)勢明顯，每節(jié)電池額定電壓為1.9V，即電池的放電平臺電壓為1.9V，比普通干電池的1.5V高0.2v，可以帶來更強勁的動力。另外，與普通充電的鎳氫電池相比，在正確的充放電條件下，循環(huán)壽命高達30000次，普通充電的鎳氫電池充電次數(shù)為1000次。工作溫度為-40℃~65℃，普通鎳氫電池工作環(huán)境0℃~40℃，普通鋰電池工作環(huán)境為-10℃~40℃。據(jù)了解，當電池在超出工作環(huán)境范圍溫度時，就會造成電池電壓過低，達不到用電器用電要求時，最直接的表現(xiàn)是直接關(guān)機或停用。

　　閆立群介紹，普通的干電池是鋅錳電池，是用碳做正極，用鋅筒做負極。普通鋰電池主要以磷酸鐵鋰做正極，石墨做負極。烯儲霸王是石墨烯改性的鈦酸鋰負極鋰電池，磷酸鐵鋰做正極，采用石墨烯包覆的鈦酸鋰材料做為電池負極（普通鋰電池負極是碳，普通干電池負極是鋅片），大大提高了電子導電率，能夠快速充電。石墨烯包覆后的鈦酸鋰和電池中的電解液反應(yīng)時的產(chǎn)氣率大大降低，有效提高了電池的高溫循環(huán)壽命。

　　為什么選擇這類民用電池來研發(fā)制作呢？現(xiàn)場有記者問道。閆立群干脆的回答，為人們所需要，能夠立馬就能夠用得上，“我們的石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品都是能夠直接投入市場的，并且實現(xiàn)量產(chǎn)，”在閆立群看來，科學指發(fā)現(xiàn)與突破，技術(shù)是要轉(zhuǎn)為生產(chǎn)力，改變?nèi)藗兊纳?，從而為人們的幸福作出貢獻。碳世紀始終堅持并踐行的一份夢想就是運用石墨烯把科學發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，真正的實現(xiàn)“科學與技術(shù)讓人們的生活更美好”。

　　碳世紀作為一家專精于石墨烯工業(yè)化生產(chǎn)和石墨烯下游應(yīng)用技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)與產(chǎn)業(yè)實踐的高新技術(shù)企業(yè)，具備極強的創(chuàng)新性與創(chuàng)新精神。目前已建成全球首條石墨烯（單層碳原子）噸級示范生產(chǎn)線，成功研制了石墨烯光致電推動技術(shù)、石墨烯發(fā)動機油節(jié)能改進劑、超級電容器用石墨烯改性活性炭、石墨烯改性塑料、石墨烯空氣凈化系列產(chǎn)品和技術(shù)、石墨烯表面波探測技術(shù)等。1、石墨烯單獨用于負極材料;2、與其它新型負極材料，比如硅基和錫基材料以及過渡金屬化合物形成復(fù)合材料;3、負極導電添加劑。石墨烯單獨用做鋰電負極材料的可能嗎?用作鋰電負極產(chǎn)業(yè)化前景渺茫純石墨烯的充放電曲線跟高比表面積硬碳和活性炭材料非常相似，都具有首次循環(huán)庫侖效率極低、充放電平臺過高、電位滯后嚴重以及循環(huán)穩(wěn)定性較差的缺點，這些問題其實都是高比表面無序碳材料的基本電化學特征。

 

石墨烯的振實和壓實密度都非常低，成本極其昂貴，根本不存在取代石墨類材料直接用作鋰離子電池負極的可能性。既然單獨使用石墨烯作為負極不可行，那么石墨烯復(fù)合負極材料呢?石墨烯與其它新型負極材料，比如硅基和錫基材料以及過渡金屬化合物形成復(fù)合材料，是當前“納米鋰電”最熱門的研究領(lǐng)域，在過去數(shù)年發(fā)表了上千篇paper。

 

復(fù)合的原理，一方面是利用石墨烯片層柔韌性來緩沖這些高容量電極材料在循環(huán)過程中的體積膨脹，另一方面石墨烯優(yōu)異的導電性能可以改善材料顆粒間的電接觸降低極化，這些因素都可以改善復(fù)合材料的電化學性能。但是，并不是說僅僅只有石墨烯才能達到改善效果，綜合運用常規(guī)的碳材料復(fù)合技術(shù)和工藝，同樣能夠取得類似甚至更好的電化學性能。

 

比如Si/C復(fù)合負極材料，相比于普通的干法復(fù)合工藝，復(fù)合石墨烯并沒有明顯改善材料的電化學性能，反而由于石墨烯的分散性以及相容性問題而增加了工藝的復(fù)雜性而影響到批次穩(wěn)定性。如果綜合考量材料成本、生產(chǎn)工藝、加工性和電化學性能，石墨烯或者石墨烯復(fù)合材料實際用于鋰電負極的可能性很小產(chǎn)業(yè)化前景渺茫。

 

作為正極：主要是用作導電劑添加到磷酸鐵鋰正極中，改善倍率和低溫性能;也有添加到磷酸錳鋰和磷酸釩鋰提高循環(huán)性能的研究。用作導電劑無明顯優(yōu)勢我們再來說說石墨烯用于導電劑的可能性，現(xiàn)在鋰電常用的導電劑有導電炭黑、乙炔黑、科琴黑，SuperP等，現(xiàn)在也有電池廠家在動力電池上開始使用碳纖維(VGCF)和碳納米管(CNT)作為導電劑。

 

石墨烯用作導電劑的原理是其二維高比表面積的特殊結(jié)構(gòu)所帶來的優(yōu)異的電子傳輸能力。從目前積累的測試數(shù)據(jù)來看，VGCF、CNT以及石墨烯在倍率性能方面都比SuperP都有一定提高，但這三者之間在電化學性能提升程度上的差異很小，石墨烯并未顯示出明顯的優(yōu)勢。