钜大LARGE | 点击量：5157次 | 2021年06月08日
石墨烯材料的特点以及缺陷解析
随着全球多样化的发展，我们的生活也在不断变化着，包括我们接触的各种各样的电子产品，那么你一定不了解这些产品的一些组成，比如石墨烯材料。锂离子电池包由于安全环保、体积小重量轻、容量大、使用寿命长、快速充电等优势逐渐开始被很多公司开始采纳和接受。在国家政策主导锂离子电池包往高能量密度的发展背景下，你猜石墨烯将会是锂离子电池包下一代材料突破口吗?
自今年以来，锂离子电池组市场一直在追求石墨烯材料，许多制造商和科研机构都在尝试越来越多地将石墨烯用作新型电池材料。石墨烯是具有以六边形形状排列并且彼此连接以形成碳分子的碳原子的二维晶体。其结构非常稳定。
浙江烯联纳米科技有限公司投资1.6亿元，建设石墨烯锂离子电池三元正极材料建设项目，占地面积40亩。项目建成后，将形成年产6000T/a石墨烯锂离子电池正极材料的生产量力。以前，浙江大学高明研究小组开发了一种新型的铝石墨烯电池，可以在几秒钟内完成充电。经过250,000次充电和放电循环后，它仍然充满电。已经表明，它是耐热和抗霜冻的，反复弯曲不会影响其功能。等优异的特性，显示出普遍的应用前景。
那么，石墨烯会是锂离子电池包下一代材料突破口吗?
石墨烯材料特点：
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
石墨烯具有独特的二维结构，出色的性能和各种潜在的应用价值。石墨烯基纳米材料是锂离子电池极具吸引力的电极材料，特别是关于高能量密度和高功率密度的电池。石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速且大量的往复运动的特性而开发的新型电池。加上锂离子电池产业链中相关制造商对石墨烯锂离子电池的布局，可能会加速石墨烯锂离子电池的出现。
石墨烯是高能量密度电池重要选项
在国家政策推动的高能量密度锂离子电池组发展的背景下，石墨烯材料是下一代电池材料的理想选择。石墨烯一直被认为是新一代材料中的代表性材料。从石墨剥离的石墨烯是一个碳原子薄膜，其特点是具有很高的物理和化学稳定性。这种材料的导电性是铜的100倍，是硅的140倍以上。这就是石墨烯球形电池充电速度比现有可充电电池快五倍的原因。石墨烯以其优异的材料性能而受到研究机构和锂离子电池组公司的青睐。
新电池材料“石墨烯球”
新型电池材料“石墨烯球”的充电容量比现有的锂离子电池高45%，充电速度提高了5倍以上。研究人员发现，在高强度，高电导率的石墨烯材料中添加二氧化硅后，可以合成大量的石墨烯。合成的石墨烯呈爆米花状的三维形状，因此被称为“石墨烯球”。将石墨烯球材料用于锂离子电池的阳极保护膜和阴极材料后，可以新增充电容量，可以缩短充电时间，还可以保证高温稳定性。
石墨烯材料的缺陷
一些学者认为，石墨烯电池可能仅存在于实验室中，并且商业化仍然相对困难。他们认为，石墨烯工作的可重复性通常很差，并且技术和实际目标严重脱节。材料是现代文明的三大支柱之一。新材料的发现和跨领域应用在科学技术的发展中起着至关重要的用途。电池行业已经从传统的锂离子电池过渡到后来的钴锂离子电池，再到当今电池的高镍。关于锂离子电池组，石墨烯可能是下一代材料的突破。
随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于已有的研究成果，最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、特种航天、新能源电池领域。在研究设计过程中，一定会有这样或着那样的问题，这就要我们的科研工作者在设计过程中不断总结相关经验，这样才能促进产品的不断革新。
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