石墨烯是高能量密度電池重要選項

　　在國家政策主導鋰電往高能量密度的發(fā)展背景下，石墨烯材料是很好的下一代電池材料備選。石墨烯在新一代素材中一直被認為是代表性材料。從石墨中剝出的石墨烯是薄薄的碳素原子膜，其特點是物理性、化學性的穩(wěn)定性較高。該材料比銅的導電性高100倍;比硅的導電速度高140倍以上。這也是石墨烯球材電池比現(xiàn)有的充電電池的充電速度快五倍的理由。憑借優(yōu)異的材料性能，石墨烯受到了研究機構(gòu)與鋰電企業(yè)的青睞。

　　今年初，從科技部網(wǎng)站獲悉，韓國《中央日報》報道三星電子綜合技術(shù)院的研究小組成功研發(fā)出新電池材料“石墨烯球”，比現(xiàn)有鋰離子電池的充電容量高出45%，充電速度提高5倍以上。研究人員發(fā)現(xiàn)在高強度、高導電性的石墨烯材料中加入二氧化硅后，可以大量合成石墨烯，合成的石墨烯像爆米花一樣呈現(xiàn)出三維立體形態(tài)，因此被稱為“石墨烯球”，將這種石墨烯球材料用于鋰離子電池的陽極保護膜和陰極材料后可以提升充電容量、縮短充電時間，而且高溫穩(wěn)定性也能得到保障。韓國計劃五年內(nèi)將“石墨烯球”鋰電子電池實現(xiàn)商用化。

　　今年三月底，落戶于銀川經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的石墨烯新能源產(chǎn)業(yè)化項目，計劃投資85億元，實施年產(chǎn)3萬噸石墨烯改性三元材料及1萬噸石墨烯導電漿料項目等5個項目，項目建成后，可在銀川市形成石墨烯儲能材料基本的產(chǎn)業(yè)鏈條，并形成年產(chǎn)值150億元以上的規(guī)模。

　　而不久前，美國麻省理工學院已成功研制出表面附有石墨烯納米圖層的柔性光伏電池板，可極大降低制造透明可變形太陽能電池的成本，這種電池有可能在夜視鏡、相機等小型數(shù)碼設(shè)備中應用。

　　石墨烯電池盡管得到了不少廠商和投資者的偏愛，但是也存在反對聲音。首先，成本和工藝的復雜性高，有學者認為，石墨烯電池可能只能存在于實驗室之中，商業(yè)化的普及還是比較的困難。Oak Ridge NaTIonal Laboratory與有名的石墨烯業(yè)內(nèi)廠商Vorbeck曾披露石墨烯的研究成果，他們認為，石墨烯工作的可重復性常常都很差，所做技術(shù)與實用化目標脫節(jié)嚴重。這一現(xiàn)象已經(jīng)廣受科研界中的有識之士，以及工業(yè)界的詬病。

　　材料是現(xiàn)代文明的三大支柱之一，新材料的發(fā)現(xiàn)以及跨領(lǐng)域的應用對科技發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。電池產(chǎn)業(yè)由傳統(tǒng)鋰電池再到之后的鈷鋰電池，一直到如今的電池高鎳化。石墨烯對于動力電池而言，或許是下一代材料的突破口。而電池技術(shù)的發(fā)展，也在促進各種電子終端產(chǎn)品的迭代。