隨著鋰電技術(shù)突飛猛進(jìn)，能量密度已經(jīng)接近當(dāng)前電池體系的極限，但距電動(dòng)汽車的需求依然相去甚遠(yuǎn)，革新電池材料體系已經(jīng)是行業(yè)內(nèi)的共識(shí)。事實(shí)上，電池企業(yè)對(duì)新型電池的研究也已經(jīng)熱火朝天了，今天想談的是一個(gè)讓鋰電人士又愛(ài)又恨的新材料——石墨烯。

起初對(duì)于石墨烯在鋰電池里的應(yīng)用研究，無(wú)數(shù)人報(bào)以巨大的期望，相信石墨烯會(huì)引起未來(lái)電池界的改革；隨后希望帶來(lái)失望，讓鋰電人不屑一顧；最后以石墨烯漿料的形式淪為導(dǎo)電劑，算是泯然于眾人矣。現(xiàn)在提起石墨烯，正常人的第一想法大概是“吹牛皮”或是“很遙遠(yuǎn)”，如果將石墨烯作為電池核心材料看，確實(shí)還比較遙遠(yuǎn)，但如果作為輔助材料，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是淪為導(dǎo)電劑的泯然眾人。

可是無(wú)論石墨烯的作用有多少，都不能否認(rèn)它本身是一款超級(jí)材料，從被發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在有十來(lái)年了，但真正進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域，不過(guò)一兩年。因此石墨烯作為主材，各方面技術(shù)都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足鋰電需求，但作為輔材其實(shí)意義重大。

日本物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu)日前公布，他們的一個(gè)研究小組成功合成了氧化錳納米片和石墨烯交替重疊的材料，而這種新型負(fù)極材料可提高電池容量?jī)杀兑陨稀?br/>
研究小組在溶液中分散氧化納米片并與石墨烯混合，合成了交互多層的復(fù)合材料，而此次通過(guò)把兩種物質(zhì)從分子水平復(fù)合得到的復(fù)合材料，得到了單獨(dú)材料難以實(shí)現(xiàn)的高特性。這種復(fù)合材料除用于充電電池之外，還可大幅提高超級(jí)電容器、電極催化劑等能量?jī)?chǔ)存及轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的效能。

據(jù)悉，該復(fù)合材料作為鋰及鈉離子充電電池的負(fù)極材料，可將電池充放電容量提高兩倍以上，且能延長(zhǎng)重復(fù)使用壽命，或?qū)⒖梢越鉀Q現(xiàn)如今電池容量和壽命不可兼得的問(wèn)題。

同時(shí)，哥倫比亞大學(xué)研究人員受到生物脊骨結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，研發(fā)了一款柔性鋰離子電池，在保證良好的柔性的同時(shí)，還保持了高體積能量密度的優(yōu)勢(shì)。

柔性的電池的基本結(jié)構(gòu)可以以一個(gè)主干和多個(gè)分支組成，這些分枝會(huì)圍繞著主干進(jìn)行纏繞，最終形成類似動(dòng)物脊椎骨的結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)不僅保證了電池具有良好的柔性，還極大的提高柔性電池的能量密度，在采用石墨作為活性物質(zhì)時(shí)，該結(jié)構(gòu)的電池體積比能量大進(jìn)一步大幅度提高。

在電化學(xué)性能測(cè)試中，無(wú)論是彎曲還是扭轉(zhuǎn)的情況下該結(jié)構(gòu)的電池的循環(huán)性能都沒(méi)有受到影響，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在0.2C倍率下循環(huán)100次，容量保持率可達(dá)94.3%，效率達(dá)到99.9%。

事實(shí)上，石墨烯在鋰電其他領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)始走向成熟了，比如最近有企業(yè)利用石墨烯制成動(dòng)力電池膜，可以非常有效的提升低溫性能，也有企業(yè)將石墨烯用在結(jié)構(gòu)件上。

不難想象，在不久的將來(lái)可以在動(dòng)力電池上看到更多石墨烯的影子。盡管距成為主材還相去甚遠(yuǎn)，但在鋰電技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)升級(jí)的背景下，石墨烯帶來(lái)的性能提升相當(dāng)彌足珍貴。因此，石墨烯在鋰電領(lǐng)域的第二春或許并不太遠(yuǎn)。石墨烯給鋰電池帶來(lái)新性能石墨烯在鋰電領(lǐng)域的第二春或許并不太遠(yuǎn)。