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。事實上，電池企業(yè)對新型電池的研究也已經(jīng)熱火朝天了，今天想談的是一個讓鋰電人士又愛又恨的新材料——石墨烯。

起初對于石墨烯在鋰電池里的應(yīng)用研究，無數(shù)人報以巨大的期望，相信石墨烯會引起未來電池界的改革；隨后希望帶來失望，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?，F(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。

可是無論石墨烯的作用有多少，都不能否認(rèn)它本身是一款超級材料，從被發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在有十來年了，但真正進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域，不過一兩年。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，但作為輔材其實意義重大。

日本物質(zhì)材料研究機構(gòu)日前公布，他們的一個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兩倍以上。

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，得到了單獨材料難以實現(xiàn)的高特性。這種復(fù)合材料除用于充電電池之外，還可大幅提高超級電容器、電極催化劑等能量儲存及轉(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題。

同時，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，還保持了高體積能量密度的優(yōu)勢。

柔性的電池的基本結(jié)構(gòu)可以以一個主干和多個分支組成，這些分枝會圍繞著主干進(jìn)行纏繞，最終形成類似動物脊椎骨的結(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，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)性能測試中，無論是彎曲還是扭轉(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%。

事實上，石墨烯在鋰電其他領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)開始走向成熟了，比如最近有企業(yè)利用石墨烯制成動力電池膜，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，在不久的將來可以在動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)競爭升級的背景下，石墨烯帶來的性能提升相當(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新性能石墨烯在鋰電領(lǐng)域的第二春或許并不太遠(yuǎn)。