隨著節(jié)能減排、政府補(bǔ)貼等政策和需求的推動(dòng)，當(dāng)前我國(guó)汽車市場(chǎng)正迎來(lái)新能源汽車發(fā)展的黃金時(shí)代。隨著新能源汽車的強(qiáng)勢(shì)刷屏，石墨烯鋰離子電池重新進(jìn)入人們視線。

所謂石墨烯電池，其實(shí)并非全新的技術(shù)，近幾年一直處于研發(fā)階段。應(yīng)該說(shuō)其材料和工藝尚未完全成熟，我們看到的很多報(bào)道僅僅是科研報(bào)道，而非產(chǎn)品報(bào)道。

關(guān)于石墨烯電池，你怎么看？

石墨烯電池現(xiàn)在算是個(gè)偽命題，但懂得用石墨烯的確可以截長(zhǎng)補(bǔ)短。

很多人不了解石墨烯，甚至認(rèn)為只有單層石墨烯才能稱作石墨烯。這也就是我為何不斷地進(jìn)行科普，從機(jī)理、應(yīng)用到標(biāo)準(zhǔn)，用更多實(shí)踐來(lái)證明他們都太武斷的目的。但不可諱言地說(shuō)，石墨烯在現(xiàn)階段還是個(gè)「配角」角色，不過(guò)，這個(gè)配角卻有著打通任督二脈的功效，就看你怎么設(shè)計(jì)配套的石墨烯材料了。

過(guò)針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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在正式回答石墨烯電池的相關(guān)問(wèn)題前，我們先來(lái)探討兩個(gè)情境：

第一，假如石墨烯成本降低到接近導(dǎo)電炭黑，但用量及功效卻更好，你會(huì)不會(huì)采用？

第二，假如在導(dǎo)電劑、硅碳負(fù)極、高鎳正極及隔膜都可以用石墨烯來(lái)達(dá)到更高性價(jià)比，這算不算是所謂的石墨烯電池？

坦言之，我們現(xiàn)在可以說(shuō)是石墨烯「基」電池，畢竟摻入的量很少就可以有效。但換個(gè)角度來(lái)說(shuō)，一旦鋰離子電池各個(gè)部件上都被石墨烯取代時(shí)，我們?cè)撛趺捶Q呼那時(shí)候的鋰離子電池呢？附帶一提的是，鋰離子電池還是會(huì)通過(guò)「鋰離子」來(lái)吸附/脫附，石墨烯是不可能取代鋰離子的角色。

志陽(yáng)科技在2016年就用河南義騰新能源供應(yīng)的聚丙烯基材分別摻入石墨烯/氧化石墨烯做成復(fù)材做驗(yàn)證，通過(guò)驗(yàn)證后在縱向/橫向抗拉強(qiáng)度分別提升29.6%及46.8%，而伸長(zhǎng)率分別提升364.0%及213.0%，這個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)隔膜廠是很大的技術(shù)突破。

無(wú)人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

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另外，我們?cè)?018年制備了石墨烯導(dǎo)電劑，金屬雜質(zhì)低于5ppm，與習(xí)用的KS6/SP導(dǎo)電劑相比較，效果提高了至少40%?；旧希尤隨uperP與石墨烯用料比約2:1，以目前導(dǎo)電劑進(jìn)價(jià)每噸5萬(wàn)元來(lái)計(jì)算，石墨烯導(dǎo)電劑的性價(jià)比已經(jīng)可以完全取代炭黑導(dǎo)電劑了。

接著，在2018年也進(jìn)行了石墨烯包覆微米硅的硅碳負(fù)極，目前在扣式電池通過(guò)100次循環(huán)下可穩(wěn)定達(dá)到574mAh/g，正安排后續(xù)進(jìn)行軟包循環(huán)測(cè)試，目前只剩下高鎳正極是最后一個(gè)鋰離子電池項(xiàng)目，而我們決定以石墨烯負(fù)載高鎳工藝作正極材料。在此同時(shí)，我們供應(yīng)石墨烯薄膜給清華大學(xué)進(jìn)行鋰硫電池項(xiàng)目，為的是布局未來(lái)的石墨烯電池科技儲(chǔ)備我們不會(huì)缺席。

還是那句老話，假如你認(rèn)同從微觀上石墨烯是最好的材料，但在巨觀上你無(wú)法做技術(shù)突破，問(wèn)題絕對(duì)不在石墨烯，而是出在你自己不懂石墨烯怎么用！

石墨烯又該怎么替鋰離子電池打通任督二脈呢？

撇開石墨烯鋰離子電池及石墨烯「基」鋰離子電池名詞上的爭(zhēng)議不談，在前面提到的隔膜項(xiàng)目，我們比較了石墨烯及氧化石墨烯，在相同滲濾閾值之機(jī)械性能以氧化石墨烯表現(xiàn)比較好，原因在機(jī)械性及導(dǎo)熱性強(qiáng)調(diào)「界面」，越強(qiáng)的鍵結(jié)力對(duì)這兩類性能有利，選擇共價(jià)鍵是最佳選擇。

反觀，導(dǎo)電劑卻要求高電導(dǎo)率及金屬雜質(zhì)少于10ppm，因?yàn)榻饘匐x子（Fe、Co、Ni、Cr等）對(duì)電池的危害很大，所以很多石墨烯業(yè)者因?yàn)橹苽淙萜鲿?huì)釋出鐵離子就不達(dá)標(biāo)。而硅碳負(fù)極重點(diǎn)在石墨烯包覆納米硅，納米硅要求純度98%、1微米以內(nèi)。這幾個(gè)項(xiàng)目都是使用不同石墨烯并通過(guò)不同官能化才能做出不錯(cuò)的成果，你光想把石墨烯當(dāng)作一種材料或萬(wàn)靈丹，打從一開始你就錯(cuò)了！

其實(shí)，更重要的是「成本」因素。幾年前先豐納米告訴我氧化石墨烯還原后每克成本要40元，這個(gè)才是無(wú)法取代現(xiàn)有產(chǎn)品的最大制約，各位想想看，你會(huì)因?yàn)槭鞘┚驮敢舛嗷◣讐K錢去購(gòu)買嗎？

所以，志陽(yáng)一開始就決定以物理工藝制備石墨烯真的是歪打正著，不僅環(huán)保，而且因?yàn)椴灰鋮s及還原，所以成本很低廉。不過(guò)，還是有些創(chuàng)業(yè)者魚目混珠，利用溶劑插層還說(shuō)自己是物理制備工藝，這件事等到下次有機(jī)會(huì)再來(lái)點(diǎn)評(píng)。其實(shí)，這也很好判斷，你問(wèn)他們用到酸、溶劑及水嗎？這攸關(guān)環(huán)保問(wèn)題，想忽悠越來(lái)越難了！

石墨烯材料怎么滿足鋰離子電池在能量密度、充電時(shí)間及循環(huán)次數(shù)的要求

一般來(lái)說(shuō)，石墨烯的壓實(shí)密度及振實(shí)密度偏低，使得在能量密度上不被看好。但石墨烯擁有良好的電導(dǎo)、熱導(dǎo)性，能讓鋰離子在石墨烯表面與電極間快速穿梭運(yùn)動(dòng)，讓功率密度變成強(qiáng)項(xiàng)，這也是石墨烯電池大多被提到能夠做到「快充」的根據(jù)。

另外，石墨烯還有些像傳統(tǒng)碳材在首次循環(huán)的庫(kù)倫效率偏低、充放電平臺(tái)過(guò)高、電位滯后嚴(yán)重以及循環(huán)穩(wěn)定性較差等缺點(diǎn)，而這些問(wèn)題其實(shí)都是高比表面無(wú)序碳材料的基本電化學(xué)特點(diǎn)。

但這樣就真的不能做好石墨烯鋰離子電池嗎？

其實(shí)不然，在負(fù)極材料上我們選擇硅碳負(fù)極來(lái)改性，就是看到硅基負(fù)極重要有三個(gè)缺點(diǎn)：電子電導(dǎo)率及鋰離子擴(kuò)散系數(shù)低大大降低了倍率性能、形成不穩(wěn)定的SEI膜及硅在充放電過(guò)程之體積變化超過(guò)300%。而石墨烯穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)緩沖了硅晶格的膨脹，減少了鋰離子脫插過(guò)程對(duì)材料晶格的破壞，從而延長(zhǎng)材料的循環(huán)壽命；

另一方面，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的石墨烯在復(fù)合材料中起到導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的用途，極大的供應(yīng)高了鋰離子在材料的遷移速率，從而提高了材料的倍率性能。另外，還有一種做法是利用石墨烯微片包覆瀝青的碳，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不太會(huì)出現(xiàn)鋰枝晶結(jié)構(gòu)，可有效延長(zhǎng)電池壽命，并可達(dá)到快速充電的功能。

既然碳納米材料單獨(dú)作為負(fù)極材料存在不可逆容量高、電壓滯后等缺點(diǎn)，與其它負(fù)極材料復(fù)合使用是目前比較實(shí)際的選擇方法。所以，把石墨烯當(dāng)作「增益」材料，而不是一昧用本征石墨烯的角度來(lái)看鋰離子電池的技術(shù)突破，或許才能打開鋰離子電池技術(shù)一條新的道路。