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石墨烯在鋰電領(lǐng)域的春天,！

隨著鋰電技術(shù)突飛猛進(jìn)，能量密度已經(jīng)接近當(dāng)前電池體系的極限,，但距電動(dòng)汽車的需求依然相去甚遠(yuǎn),，革新電池材料體系已經(jīng)是行業(yè)內(nèi)的共識(shí),。

事實(shí)上，電池企業(yè)對(duì)新型電池的研究也已經(jīng)熱火朝天了，比如遨優(yōu)動(dòng)力的富鋰錳基電池,、集創(chuàng)云天的鎳錳酸鋰以及絕大部分電池企業(yè)都開始布局的固態(tài)電池等等。而筆者今天想談的是一個(gè)讓鋰電人士又愛(ài)又恨的新材料——石墨烯,。

關(guān)于石墨烯在鋰電領(lǐng)域的過(guò)往，已經(jīng)被業(yè)內(nèi)媒體講爛了,，筆者這里就不做過(guò)多的贅述,，簡(jiǎn)單來(lái)講,，可以用“一波三折”來(lái)概括。起初驚采絕艷,，無(wú)數(shù)人報(bào)以巨大的期望,；隨后希望帶來(lái)失望,，讓鋰電人不屑一顧；最后以石墨烯漿料的形式淪為導(dǎo)電劑,，算是“泯然眾人矣”,。

現(xiàn)在提起石墨烯,，正常人的第一想法大概是“吹牛皮”或是“很遙遠(yuǎn)”，但在筆者看來(lái),，其實(shí)不然,。如果將石墨烯作為電池核心材料看,，確實(shí)還比較遙遠(yuǎn)，如果有人夸夸其談必然是吹牛皮,；不過(guò)如果作為輔助材料，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是淪為導(dǎo)電劑的泯然眾人,。

畢竟不管如何貶低石墨烯，都不能否認(rèn)它本身是一款超級(jí)材料,。從被發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在有十來(lái)年了，但真正進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域,，不過(guò)一兩年,。因此石墨烯作為主材,，各方面技術(shù)都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足鋰電需求,，但作為輔材其實(shí)意義重大。

被業(yè)內(nèi)人士熟知的其實(shí)還僅有石墨烯漿料,，但事實(shí)上，石墨烯在鋰電其他領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)開始走向成熟了,，比如最近有企業(yè)利用石墨烯制成動(dòng)力電池膜,，可以非常有效的提升低溫性能,，也有企業(yè)將石墨烯用在結(jié)構(gòu)件上。

不難想象,，不久的將來(lái)可以在動(dòng)力電池上看到更多石墨烯的影子,。盡管距成為主材還相去甚遠(yuǎn),，但在鋰電技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)升級(jí)的背景下，石墨烯帶來(lái)的性能提升相當(dāng)彌足珍貴,。因此，筆者其實(shí)非常期待石墨烯在鋰電領(lǐng)域的第二春,，而這一天或許不太遠(yuǎn),。

下面就來(lái)看看本周鋰電行業(yè)都有哪些新技術(shù)和大事件吧,。

某科技公司結(jié)合多年石墨烯應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),，成功開發(fā)了一種動(dòng)力電池用石墨烯加熱膜。此種加熱膜利用石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能,，可實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池快速均勻加熱,，且具有良好的柔韌性和耐溫性,。 

某科技公司研發(fā)的石墨烯加熱膜與炭黑加熱膜、PTC加熱板、PI加熱膜相比,，具有更低面功率，更快升溫速度,，更加均勻的溫度分布,。相比現(xiàn)有產(chǎn)品，石墨烯加熱膜綜合性能優(yōu)異,，可滿足動(dòng)力電池的應(yīng)用要求。

點(diǎn)評(píng)：自去年國(guó)軒,、比亞迪采用石墨烯漿料以后,，不少業(yè)內(nèi)人士就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,，石墨烯對(duì)于鋰電來(lái)說(shuō)盡管直接用于負(fù)極不太現(xiàn)實(shí)，但作為輔助材料依然很有前途,。作為導(dǎo)電劑的石墨烯漿料已經(jīng)得到了電池企業(yè)的廣泛認(rèn)可,，但事實(shí)上,，石墨烯是一種非常神奇的材料，筆者也很期待它在鋰電領(lǐng)域更多的應(yīng)用,。

日本物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu)(NIMS)日前公布,，他們的一個(gè)研究小組成功合成了氧化錳納米片和石墨烯交替重疊的材料，而這種新型負(fù)極材料可提高電池容量?jī)杀兑陨稀?/p>

據(jù)悉,，該復(fù)合材料作為鋰及鈉離子充電電池的負(fù)極材料,，可將電池充放電容量提高兩倍以上,，且能延長(zhǎng)重復(fù)使用壽命，或?qū)⒖梢越鉀Q現(xiàn)如今電池容量和壽命不可兼得的問(wèn)題,。

研究小組在溶液中分散氧化錳納米片并與石墨烯混合,，合成了交互多層的層壓復(fù)合材料,，而此次通過(guò)把兩種物質(zhì)從分子水平復(fù)合得到的復(fù)合材料，得到了單獨(dú)材料難以實(shí)現(xiàn)的高特性。據(jù)悉,，這種復(fù)合材料除用于充電電池之外,，還可大幅提高超級(jí)電容器,、電極催化劑等能量?jī)?chǔ)存及轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的效能。

點(diǎn)評(píng)：氧化錳納米片和石墨烯交替重疊的負(fù)極材料,，僅僅聽(tīng)名字就很復(fù)雜，而復(fù)雜的材料往往難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,。盡管距產(chǎn)業(yè)化還比較遙遠(yuǎn),，但這樣的研究又是鋰電發(fā)展進(jìn)程中必不可少的環(huán)節(jié)。而以石墨烯為突破口,，其實(shí)在科研界已經(jīng)非常普遍了，雖然石墨烯一直給人不太靠譜的影響,，但坦白說(shuō),，筆者至今都對(duì)石墨烯抱有希望,。

哥倫比亞大學(xué)Guoyu Qian等人受到生物脊骨結(jié)構(gòu)的啟發(fā),，研發(fā)了一款柔性鋰離子電池，在保證良好的柔性的同時(shí),，還保持了高體積能量密度的優(yōu)勢(shì),。

柔性的電池的基本結(jié)構(gòu)可以分為一個(gè)主干,，以及與主干相連的分支組成，這些分枝會(huì)圍繞著主干進(jìn)行卷繞,，最終形成類似動(dòng)物脊椎骨的結(jié)構(gòu),，由主干與外電路連接。這樣的結(jié)構(gòu)不僅保證了電池具有良好的柔性,，還極大的提高柔性電池的能量密度，在采用LiCoO2/石墨作為活性物質(zhì)時(shí),，該結(jié)構(gòu)的電池體積比能量可達(dá)242Wh/L,。

在電化學(xué)性能測(cè)試中，無(wú)論是彎曲(彎曲半徑20mm,，10000次)還是扭轉(zhuǎn)(扭轉(zhuǎn)90度1000次)的情況下該結(jié)構(gòu)的電池的循環(huán)性能都沒(méi)有受到影響,，在0.2C倍率下循環(huán)100次，容量保持率可達(dá)94.3%,，庫(kù)倫效率達(dá)到99.9%。

點(diǎn)評(píng)：講真,，盡管藍(lán)牙耳機(jī)等可穿戴設(shè)備已經(jīng)比較常見(jiàn),，但以柔性電池為核心的“智能衣物”還比較遙遠(yuǎn),。有一位朋友在聊天時(shí)告知，當(dāng)前的智能大衣,，成本控制不說(shuō),，可靠性也非常低，尤其是折疊和清洗對(duì)電池的損害非常大,，也因此，這位朋友正在嘗試將電池轉(zhuǎn)移到皮帶上,，目前的樣品重達(dá)7斤,，暫時(shí)還無(wú)法應(yīng)用。所以,，作為消費(fèi)者不要期待太多，還是老老實(shí)實(shí)買傳統(tǒng)衣服吧,。