石墨烯材料技術在儲能電池上的應用還有多遠?國內最早從事石墨烯技術研發(fā)的北京碳世紀科技有限公司(下簡稱碳世紀)給出的答案是：就在當下。2月21日，碳世紀在北京汽車博物館召開石墨烯鋰離子五號充電電池“烯儲霸王”產(chǎn)品發(fā)布會，宣告了中國首款可量產(chǎn)的石墨烯改性的鋰離子電池問世。
烯儲霸王
石墨烯材料技術在儲能電池上的應用還有多遠?國內最早從事石墨烯技術研發(fā)的北京碳世紀科技有限公司(下簡稱碳世紀)給出的答案是：就在當下。2月21日，碳世紀在北京汽車博物館召開石墨烯鋰離子五號充電電池“烯儲霸王”產(chǎn)品發(fā)布會，宣告了中國首款可量產(chǎn)的石墨烯改性的鋰離子電池問世。
“與普通5號干電池、充電電池相比，該款電池優(yōu)勢明顯，可循環(huán)使用30000次以上，能夠在-40℃~65℃的環(huán)境下使用，這些性能都是普通電池所不能及的。最重要的是，該款電池能夠實現(xiàn)量產(chǎn)，產(chǎn)品發(fā)布也代表了正式投入市場。”在發(fā)布會現(xiàn)場，碳世紀董事長閆立群如是說。
“石墨烯電池”是一個常被商家和市場用來熱炒的概念，事實上，根據(jù)傳統(tǒng)電池一直遵循的“正極—負極活性材料”命名規(guī)則，將石墨烯材料應用在電池中并不能稱之為“石墨烯電池”。不過，盡管“石墨烯電池”表述有所誤導，但是業(yè)內專家卻看好石墨烯材料在電池上的應用，尤其是在電極上發(fā)揮所長。
“石墨烯電池的全稱應是石墨烯改性鋰離子電池，其應用制作電池共有四種方法，一是直接用在負極;二是作為正極的導電添加劑使用——所有鋰電池都要加導電添加劑，原來是加導電炭黑，現(xiàn)在用石墨烯替換炭黑，(這兩種)相對比較低端。”閆立群接著說：“三是直接在鋰電池正極表面進行包覆，因為鋰電正極材料是金屬氧化物，時間長了會導致氧化，導電性減弱，石墨烯覆蓋后會解決該問題，提升微觀導電性。四是直接作為電極材料的骨架，以此增加正極材料強度，同時使石墨烯成為了正極的骨骼，整體提升鋰電池壽命，提高微觀導電性和電池的安全性能。”
“烯儲霸王”使用的即是第四種方法。“‘烯儲霸王’是石墨烯改性的鈦酸鋰負極鋰電池，磷酸鐵鋰做正極，采用石墨烯包覆的鈦酸鋰材料做為電池負極，這大大提高了電子導電率，能夠快速充電。此外，石墨烯包覆后的鈦酸鋰和電池中的電解液反應時產(chǎn)氣率會大大降低，可有效提高電池的高溫循環(huán)壽命。”閆立群介紹說。
“烯儲霸王”這一首款石墨烯鋰離子充電電池是標準5號電池。談及為何選擇將石墨烯技術用以研發(fā)生產(chǎn)這類民用電池，閆立群說，5號電池在很多小電器、兒童玩具和數(shù)碼產(chǎn)品中廣泛使用，是家庭必備品，“立馬就能夠用得上”。
“我們的石墨烯應用產(chǎn)品都是能夠直接投入市場的，并且實現(xiàn)量產(chǎn)。”閆立群表示：“碳世紀的出發(fā)點就是讓石墨烯材料及其技術早日用于大眾的生產(chǎn)生活。”
閆立群還介紹說，相比于普通可充電電池(如鎳氫電池)，“烯儲霸王”在工作溫度和充電次數(shù)方面均有更加優(yōu)異的表現(xiàn)。普通充電的鎳氫電池充電次數(shù)約為1000次，工作溫度在0℃~40℃之間，而“烯儲霸王”在正確的充放電條件下，充電次數(shù)可高達30000次，工作環(huán)境溫度范圍也可放寬到-40℃~65℃。這也很關鍵：一般而言，當電池在超出工作環(huán)境范圍溫度時，就會造成電池電壓過低，達不到用電器用電要求，容易導致電器直接關機或無法使用。
作為一種由碳原子以sp2雜化軌道組成的六角形呈蜂巢晶格狀、只有一個碳原子厚度的二維材料，石墨烯被稱作“新材料之王”。石墨烯和其他材料結合后，能夠賦予其他材料的納米結構，從而在不改變原有工業(yè)及生產(chǎn)設備的情況下，改善材料的宏觀性能，具備極其廣闊的應用前景。
碳世紀是一家專于石墨烯工業(yè)化生產(chǎn)和石墨烯下游應用技術及產(chǎn)品研發(fā)與產(chǎn)業(yè)實踐的高新技術企業(yè)，目前已建成全球首條石墨烯(單層碳原子)噸級示范生產(chǎn)線，成功研制了石墨烯光致電推動技術、石墨烯發(fā)動機油節(jié)能改進劑、超級電容器用石墨烯改性活性炭、石墨烯改性塑料、石墨烯空氣凈化系列產(chǎn)品和技術、石墨烯表面波探測技術等。
“與普通5號干電池、充電電池相比，該款電池優(yōu)勢明顯，可循環(huán)使用30000次以上，能夠在-40℃~65℃的環(huán)境下使用，這些性能都是普通電池所不能及的。最重要的是，該款電池能夠實現(xiàn)量產(chǎn)，產(chǎn)品發(fā)布也代表了正式投入市場。”在發(fā)布會現(xiàn)場，碳世紀董事長閆立群如是說。
“石墨烯電池”是一個常被商家和市場用來熱炒的概念，事實上，根據(jù)傳統(tǒng)電池一直遵循的“正極—負極活性材料”命名規(guī)則，將石墨烯材料應用在電池中并不能稱之為“石墨烯電池”。不過，盡管“石墨烯電池”表述有所誤導，但是業(yè)內專家卻看好石墨烯材料在電池上的應用，尤其是在電極上發(fā)揮所長。
“石墨烯電池的全稱應是石墨烯改性鋰離子電池，其應用制作電池共有四種方法，一是直接用在負極;二是作為正極的導電添加劑使用——所有鋰電池都要加導電添加劑，原來是加導電炭黑，現(xiàn)在用石墨烯替換炭黑，(這兩種)相對比較低端。”閆立群接著說：“三是直接在鋰電池正極表面進行包覆，因為鋰電正極材料是金屬氧化物，時間長了會導致氧化，導電性減弱，石墨烯覆蓋后會解決該問題，提升微觀導電性。四是直接作為電極材料的骨架，以此增加正極材料強度，同時使石墨烯成為了正極的骨骼，整體提升鋰電池壽命，提高微觀導電性和電池的安全性能。”
“烯儲霸王”使用的即是第四種方法。“‘烯儲霸王’是石墨烯改性的鈦酸鋰負極鋰電池，磷酸鐵鋰做正極，采用石墨烯包覆的鈦酸鋰材料做為電池負極，這大大提高了電子導電率，能夠快速充電。此外，石墨烯包覆后的鈦酸鋰和電池中的電解液反應時產(chǎn)氣率會大大降低，可有效提高電池的高溫循環(huán)壽命。”閆立群介紹說。
“烯儲霸王”這一首款石墨烯鋰離子充電電池是標準5號電池。談及為何選擇將石墨烯技術用以研發(fā)生產(chǎn)這類民用電池，閆立群說，5號電池在很多小電器、兒童玩具和數(shù)碼產(chǎn)品中廣泛使用，是家庭必備品，“立馬就能夠用得上”。
“我們的石墨烯應用產(chǎn)品都是能夠直接投入市場的，并且實現(xiàn)量產(chǎn)。”閆立群表示：“碳世紀的出發(fā)點就是讓石墨烯材料及其技術早日用于大眾的生產(chǎn)生活。”
閆立群還介紹說，相比于普通可充電電池(如鎳氫電池)，“烯儲霸王”在工作溫度和充電次數(shù)方面均有更加優(yōu)異的表現(xiàn)。普通充電的鎳氫電池充電次數(shù)約為1000次，工作溫度在0℃~40℃之間，而“烯儲霸王”在正確的充放電條件下，充電次數(shù)可高達30000次，工作環(huán)境溫度范圍也可放寬到-40℃~65℃。這也很關鍵：一般而言，當電池在超出工作環(huán)境范圍溫度時，就會造成電池電壓過低，達不到用電器用電要求，容易導致電器直接關機或無法使用。
作為一種由碳原子以sp2雜化軌道組成的六角形呈蜂巢晶格狀、只有一個碳原子厚度的二維材料，石墨烯被稱作“新材料之王”。石墨烯和其他材料結合后，能夠賦予其他材料的納米結構，從而在不改變原有工業(yè)及生產(chǎn)設備的情況下，改善材料的宏觀性能，具備極其廣闊的應用前景。
碳世紀是一家專于石墨烯工業(yè)化生產(chǎn)和石墨烯下游應用技術及產(chǎn)品研發(fā)與產(chǎn)業(yè)實踐的高新技術企業(yè)，目前已建成全球首條石墨烯(單層碳原子)噸級示范生產(chǎn)線，成功研制了石墨烯光致電推動技術、石墨烯發(fā)動機油節(jié)能改進劑、超級電容器用石墨烯改性活性炭、石墨烯改性塑料、石墨烯空氣凈化系列產(chǎn)品和技術、石墨烯表面波探測技術等。
