石墨烯電池在鋰離子電池領(lǐng)域的發(fā)展前景

石墨烯電池因其在電學(xué)、力學(xué)、導(dǎo)熱散熱、光學(xué)、高比表面積等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，使其在電子信息、儲(chǔ)能、節(jié)能環(huán)保、航天等領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用潛能，成為近年來(lái)的研發(fā)熱點(diǎn)之一。

在產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)方面，近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有很多市場(chǎng)化的石墨烯產(chǎn)品問(wèn)世，其中應(yīng)用于鋰電領(lǐng)域的石墨烯導(dǎo)電漿料生產(chǎn)公司有：東莞鴻納、青島昊鑫、華高等，石墨烯行業(yè)實(shí)現(xiàn)了從講故事到賣產(chǎn)品這一質(zhì)變的跨越。

石墨烯專利在儲(chǔ)能領(lǐng)域中重要集中在鋰離子電池領(lǐng)域，鋰離子電池相關(guān)的專利數(shù)為3077個(gè)，占據(jù)市場(chǎng)份額的40%以上。鋰離子電池領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)較多的原因在于，石墨烯具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、能夠緩解電極材料的體積膨脹等，從而大幅提高動(dòng)力鋰電池的性能，因此石墨烯在鋰離子電池的正極、負(fù)極、集流體、隔膜、導(dǎo)電添加劑等方面應(yīng)用較廣，未來(lái)市場(chǎng)前景尤為廣闊。

目前石墨烯在鋰離子電池中的添加形式重要有導(dǎo)電添加劑、電極復(fù)合材料及直接作為負(fù)極材料三種形式。其中，石墨烯導(dǎo)電添加劑的導(dǎo)電、放電性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)導(dǎo)電劑，其在制備過(guò)程中不涉及復(fù)雜的合成過(guò)程，因此可控性較強(qiáng)，難度較低，成功率較高，目前石墨烯導(dǎo)電劑研發(fā)技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟。

石墨烯在鋰離子電池里面可能發(fā)揮用途的領(lǐng)域只有兩個(gè)：直接用于負(fù)極材料和用于導(dǎo)電添加劑。在大眾熟知的儲(chǔ)能領(lǐng)域，石墨烯專利重要集中在鋰離子電池領(lǐng)域，鋰離子電池相關(guān)的專利數(shù)為3077個(gè)，占據(jù)市場(chǎng)份額的40%以上。

石墨烯材質(zhì)到底有什么過(guò)人之處？

1.比鋼鐵還硬

雖然LGGFlex可以自我修復(fù)輕微的劃傷，但仍未改變手機(jī)易損壞的缺點(diǎn)。不過(guò)，假如手機(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品在未來(lái)能夠使用石墨烯作為外殼的話，則會(huì)變得堅(jiān)若磐石。據(jù)美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)的報(bào)告稱，石墨烯的硬度是鋼材的200倍，顯然具有非常強(qiáng)的耐用度。

2.如橡膠般具有延展性

哥倫比亞大學(xué)的研究人員表示，石墨烯具有一定的延展性，能夠伸展20%。也就是說(shuō)，石墨烯實(shí)際上是一種柔性材質(zhì)，與橡膠類似。三星公司一直在研究石墨烯晶體管，從而生產(chǎn)出柔性屏幕。另外，石墨烯電池也有一定的耐水性，有望應(yīng)用在新一代的防水設(shè)備上。

3.輕薄特性

石墨烯出色的延展性，還能夠讓其十分輕薄，足夠拉伸到薄到透明的程度。這就意味著，假如手機(jī)廠商可以使用這種材質(zhì)，不僅能夠讓手機(jī)更耐用、防水，還可以變得更輕薄。

4.令人難以置信的電池壽命

我們?cè)?jīng)在電池技術(shù)發(fā)展類的文章中提到過(guò)石墨烯，它極有可能在未來(lái)取代鋰離子電池，成為新一代的電池標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)西北大學(xué)的研究人員已經(jīng)成功研發(fā)出石墨烯和硅材質(zhì)的電池，充電15分鐘可以實(shí)現(xiàn)約一周的續(xù)航能力，令人驚嘆。顯然，假如未來(lái)手機(jī)可以使用石墨烯電池，那么一周一充電將不再是夢(mèng)想。