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石墨烯在锂离子电池领域“过热”的冷思考

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供稿:中国工控网 2016/9/8 10:56:16

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  石墨烯作为一种性能独特的纳米材料,从诞生之日起就受到了科研、产业、资本和政府层面的高度重视。随着石墨烯性能研究的深入,相关产业化也提前开始,出现了基础研究与工程开发齐头并进的形势。而这又反过来推动了石墨烯进一步受到关注,人们对它的期望值与日俱增。石墨烯的应用产品从2015年开始,逐渐出现在市场上,例如锂电池导电添加剂、石墨烯改性防腐涂料等,已经有了较好的产品销售,开始进入规模化生产阶段。

  石墨烯在能源领域的应用是最火热,也是最被看好的方向

  在这其中,石墨烯在能源领域的应用是最火热,也是最被看好的方向。从原理上讲,石墨烯作为一种优秀的二维导电材料,加入锂离子电池正极材料(磷酸铁锂等)中,即可以提高电极材料的导电性,又可以包裹正极纳米颗粒,是对现有“炭黑+碳纳米管”导电剂的升级换代。

  加入石墨烯导电剂的锂电池,其倍率性能、一致性和寿命都有不同程度的提高。

  此外,石墨烯还可以加入到新的负极材料(中间相炭微球等)中,提升电极材料的性能,也是一个未来发展的可能性。

石墨烯在锂离子电池领域“过热”的冷思考

  这些应用虽然不是锂电池最核心的技术,对锂电池的容量和密度也没有较大的改善,但是可以提高电池组乃至新能源汽车的综合性能,是石墨烯应用领域技术成熟度比较高的方向。

  石墨烯过热下的冷思考

  但是与此同时,我们也要看到,由于石墨烯的过热现象,很多人在对石墨烯的性质和应用不甚了解的情况下,盲目追捧,过度吹嘘石墨烯在锂离子电池领域的应用范围和效果,闹出了很多荒唐的笑话。这里我建议大家仔细阅读清华大学能源互联网创新研究院刘冠伟副研究员的系列文章。在其中他全面详细的解读了石墨烯在锂电池中的应用,也澄清了诸多新闻炒作中的概念错误。

  简而言之,就是说石墨烯并不能像魔法师点石成金一样,神奇的提高锂电池的容量。此外,电池的快充快发,也不是简单的靠加入一种新材料就能解决的,而是一个系统级的问题,需要各个部件、模块的配合。

  这里不得不再回头强调一下,并不是石墨烯“神奇”或者“虚假”,而是我们错误的理解了石墨烯的应用方向,对它基于了不合理的期望。抛开石墨烯“万能材料”的虚假光环,它仍然是一种非常独特、非常优秀的先进纳米材料,它的应用前景取决于能够为应用产品带来什么样的性质,解决什么样的问题,产生什么样的效益。

  在了解一种新材料、新技术或新概念的时候,我们一定要把握住基本的科学原理、工程实际和市场需求,用合理的逻辑来分析推导,而不是盲目的迎合资本市场对概念的渴望。也许经过这样一轮起起伏伏的波动,石墨烯产业反而可以走的更稳,前景也会更好。

审核编辑(郑益文)
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