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新能源应用中 石墨烯锂电池发展到哪一步了?

新能源应用中 石墨烯锂电池发展到哪一步了?

(2017-07-10)

  王大伟,现任澳大利亚新南威尔士大学高级讲师,主要研究先进能源材料和新型能源技术,2014年起任职于新南威尔士大学,曾获得2013年澳大利亚Scopus工程技术领域年度青年科学家奖。发表学术论文近百篇,被引用过万次。记者6日就石墨烯锂电池发展等专访了王大伟。

  记者:石墨烯的优势有哪些?

  王大伟:石墨烯是人类目前已知最薄的材料,有极佳的导电性和导热性、比钻石坚硬的机械特性、最佳的柔韧性等,在新能源应用中有非常独特的优势,是目前所知材料中无法取代的。

  记者:目前,石墨烯在新能源方面有哪些应用?

  王大伟:目前,石墨烯主要作为导电添加剂,在锂电池中应用较多。将石墨烯添加在锂电池中,可大大降低电池的内阻,提高电极材料在集流体上的附着力。同时,因为石墨烯的比表面积和利约效能较高,对材料在循环之后产生的体积膨胀、粉化有很好的抑制效应,可大大延长电池的寿命,稳定性也会得到改进。

  在燃料电池应用方面,石墨烯可以使氧气和氢气反应更加高效,从而最大限度实现电能的转换。

  记者:超级电容器(简称“超容”)是当前一个比较热门的话题,请问石墨烯在其中的应用可以达到什么效果?

  王大伟:如果把锂电池看作是一只大水缸的话,超容就是一个加压喷水枪,能量释放的速度非常快,添加了石墨烯的超容在这方面的性能将更加优越,像军工领域的电子炮武器、激光武器等,都要用到。

  记者:添加了石墨烯的锂电池在实际使用中会呈现什么样的效果?

  王大伟:据媒体报道,目前,华为推出了石墨烯助力的锂离子电池,可以将电池上限使用温度提高10℃,寿命提高两倍;东旭光电和倍斯特联合研发的一款掺了石墨烯的电池,容量为5000mAh,充满时间为15分钟,比正常充电快了约20倍。

  当然,不同的测试条件下,得出的数据会不同,但就我的实验来说,添加了石墨烯的锂电池的确更快更强。应用在新能源汽车领域,它就可以实现更快的充电、更长的续航能力,从而推动新能源汽车的运用,间接对环保产生正面影响。

  记者:目前,石墨烯应用还有哪些“瓶颈”?

  王大伟:石墨烯在锂电池来说,目前只是用了其导电性高的优势,高容量的优势还没有体现出来。

  这与石墨烯本身的特性有关,比如说它的低密度、首次效率比较低,还有实际运用中,石墨烯产业与电池产业的结合能不能在新技术上实现突破,以及现有生产线升级改造的成本与风险问题,等等。目前,我们正在努力探索,希望能够找到大批量使用的产业链,往下推,将石墨烯的性能充分挖掘、运用,让我们的生活更加美好。(芮伟芬)

  来源:常州日报

  

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