因諾貝爾獎而進(jìn)入大眾視野的石墨烯,，是一種新型碳納米材料,，由單層碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)。石墨烯具有優(yōu)異的電學(xué)、熱學(xué),、結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能,，以及完美的量子隧道效應(yīng),、從不消失的電導(dǎo)率等一系列特殊性質(zhì),。因為這些性能，它在下一代晶體管、透明導(dǎo)電膜,、儲能技術(shù),、化學(xué)傳感、功能復(fù)合材料等與人類生產(chǎn)生活息息相關(guān)的領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊,，被認(rèn)為是一種有可能改變世界的新材料,。人們對石墨烯基超級計算機(jī)的前景尤其樂觀，但從技術(shù)上來講,，這種超級計算機(jī)在未來20年內(nèi)難以成為現(xiàn)實,。不過，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的最新研究成果表明,，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用有望在動力鋰離子電池領(lǐng)域率先實現(xiàn),。
該所動力鋰電池技術(shù)研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人劉兆平研究員介紹說,，磷酸鐵鋰正極材料是未來電動汽車動力電池的關(guān)鍵材料,，但其生產(chǎn)技術(shù)一直為美國與加拿大的專利所壟斷，現(xiàn)在中國還在為此與他們進(jìn)行法律交涉,�,！暗谝惠喒偎局袊A了。如果他們贏了,，每生產(chǎn)一噸磷酸鐵鋰要收1萬元人民幣的專利費(fèi),，這對我們的電動汽車產(chǎn)業(yè)將是一個重大打擊�,！�
劉兆平說：“我們從2008年起開始石墨烯的研究,，通過石墨烯與磷酸鐵鋰的融合，提升了動力鋰電池的性能,，這才繞過他們的專利壁壘,。”
劉兆平認(rèn)為,，石墨烯在動力鋰電池領(lǐng)域有如下兩個重要的應(yīng)用方向,，并很有可能在短期內(nèi)取得重大突破。
一個方向是石墨烯復(fù)合電極材料,。石墨烯憑借其優(yōu)異的導(dǎo)電性能可以提升電極材料的電導(dǎo)率,，進(jìn)而改善其充放電性能；同時,，石墨烯“柔韌”的二維層狀結(jié)構(gòu)又可有效抑制電極材料在充放電過程中因體積變化引起的材料粉化,，并增強(qiáng)與集流體間的導(dǎo)電接觸。因此,，石墨烯改性能夠改進(jìn)眾多鋰電池正負(fù)極材料的電化學(xué)性能,，磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合正極材料就是一個很好的例子。
另一個頗具應(yīng)用前景的發(fā)展方向則是用石墨烯作為動力鋰電池的導(dǎo)電添加劑。初步研究結(jié)果表明,，加入石墨烯導(dǎo)電添加劑后,，鋰電池的大電流充放電性能、循環(huán)穩(wěn)定性和安全性都因此得到了極大改善,，其效果甚至超出了目前高性能動力鋰電池用的碳納米管導(dǎo)電添加劑,。
但是，石墨烯要想在上述方向獲得真正的應(yīng)用,，亟須攻克其低成本規(guī)�,；苽涞碾y關(guān)。現(xiàn)有的機(jī)械剝離,、化學(xué)氣相沉積,、外延生長以及溶液相氧化還原等諸多制備方法雖然各具特色，但均難以實現(xiàn)高質(zhì)量低成本的石墨烯規(guī)�,；苽�,。
不過，這個難題已經(jīng)被中科院寧波材料所的動力鋰電池技術(shù)研究團(tuán)隊所攻克,�,！坝捎诖饲笆┑囊�(guī)模化制備技術(shù)未突破,，市場沒有批量石墨烯的供應(yīng),，所以我們團(tuán)隊從一開始就布局了石墨烯的制備研究�,！眲⒄灼礁吲d地說：“目前我們已經(jīng)突破了石墨烯低成本規(guī)�,；苽浼夹g(shù)的瓶頸，并剛剛建成一條年產(chǎn)30噸的石墨烯中試生產(chǎn)示范線,�,！�
團(tuán)隊成員周旭峰博士進(jìn)一步介紹說，團(tuán)隊摒棄了傳統(tǒng)的氧化—剝離—還原制備路線,，經(jīng)過近一年的集中攻關(guān),，創(chuàng)新地發(fā)展出高效的插層—膨脹—剝離方法，在石墨烯低成本規(guī)�,；苽浼夹g(shù)上取得了突破性進(jìn)展,，成功獲得了厚度2至5納米，尺寸在5至10微米,，電導(dǎo)率超過500S/cm的石墨烯,。相比于傳統(tǒng)的氧化—剝離—還原方法，該方法不僅避免了對石墨烯結(jié)構(gòu)的破壞,，維持了高導(dǎo)電性,，而且制備工藝大大簡化，成本低廉，易于放大生產(chǎn),。在目前的中試工藝條件下,，石墨烯制備成本可控制在每公斤3000元內(nèi)，預(yù)期提升制備規(guī)模后,，可進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本,，滿足其在鋰離子電池等領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
石墨烯低成本規(guī)�,；苽浼夹g(shù)的突破為其在動力鋰電池中的應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ),，并有望使鋰電池驅(qū)動的電動車跑得更快、更遠(yuǎn),、更安全,。劉兆平說：“我們已經(jīng)開始技術(shù)轉(zhuǎn)移，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用有望在鋰離子電池領(lǐng)域率先實現(xiàn),。當(dāng)然,，動力鋰電池的性能還有很大提升空間，我們還將進(jìn)行更深入的研究,�,！�
該所動力鋰電池技術(shù)研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人劉兆平研究員介紹說,，磷酸鐵鋰正極材料是未來電動汽車動力電池的關(guān)鍵材料,，但其生產(chǎn)技術(shù)一直為美國與加拿大的專利所壟斷，現(xiàn)在中國還在為此與他們進(jìn)行法律交涉,�,！暗谝惠喒偎局袊A了。如果他們贏了,，每生產(chǎn)一噸磷酸鐵鋰要收1萬元人民幣的專利費(fèi),，這對我們的電動汽車產(chǎn)業(yè)將是一個重大打擊�,！�
劉兆平說：“我們從2008年起開始石墨烯的研究,，通過石墨烯與磷酸鐵鋰的融合，提升了動力鋰電池的性能,，這才繞過他們的專利壁壘,。”
劉兆平認(rèn)為,，石墨烯在動力鋰電池領(lǐng)域有如下兩個重要的應(yīng)用方向,，并很有可能在短期內(nèi)取得重大突破。
一個方向是石墨烯復(fù)合電極材料,。石墨烯憑借其優(yōu)異的導(dǎo)電性能可以提升電極材料的電導(dǎo)率,，進(jìn)而改善其充放電性能；同時,，石墨烯“柔韌”的二維層狀結(jié)構(gòu)又可有效抑制電極材料在充放電過程中因體積變化引起的材料粉化,，并增強(qiáng)與集流體間的導(dǎo)電接觸。因此,，石墨烯改性能夠改進(jìn)眾多鋰電池正負(fù)極材料的電化學(xué)性能,，磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合正極材料就是一個很好的例子。
另一個頗具應(yīng)用前景的發(fā)展方向則是用石墨烯作為動力鋰電池的導(dǎo)電添加劑。初步研究結(jié)果表明,，加入石墨烯導(dǎo)電添加劑后,，鋰電池的大電流充放電性能、循環(huán)穩(wěn)定性和安全性都因此得到了極大改善,，其效果甚至超出了目前高性能動力鋰電池用的碳納米管導(dǎo)電添加劑,。
但是，石墨烯要想在上述方向獲得真正的應(yīng)用,，亟須攻克其低成本規(guī)�,；苽涞碾y關(guān)。現(xiàn)有的機(jī)械剝離,、化學(xué)氣相沉積,、外延生長以及溶液相氧化還原等諸多制備方法雖然各具特色，但均難以實現(xiàn)高質(zhì)量低成本的石墨烯規(guī)�,；苽�,。
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石墨烯低成本規(guī)�,；苽浼夹g(shù)的突破為其在動力鋰電池中的應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ),，并有望使鋰電池驅(qū)動的電動車跑得更快、更遠(yuǎn),、更安全,。劉兆平說：“我們已經(jīng)開始技術(shù)轉(zhuǎn)移，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用有望在鋰離子電池領(lǐng)域率先實現(xiàn),。當(dāng)然,，動力鋰電池的性能還有很大提升空間，我們還將進(jìn)行更深入的研究,�,！�
