石墨烯给锂电池带来新性能

随着锂电技术突飞猛进，能量密度已经接近当前电池体系的极限，但距电动汽车的需求依然相去甚远，革新电池材料体系已经是行业内的共识。事实上，电池企业对新型电池的研究也已经热火朝天了，今天想谈的是一个让锂电人士又爱又恨的新材料——石墨烯。

起初对于石墨烯在锂电池里的应用研究，无数人报以巨大的期望，相信石墨烯会引起未来电池界的改革；随后希望带来失望，让锂电人不屑一顾；最后以石墨烯浆料的形式沦为导电剂，算是泯然于众人矣。现在提起石墨烯，正常人的第一想法大概是“吹牛皮”或是“很遥远”，如果将石墨烯作为电池核心材料看，确实还比较遥远，但如果作为辅助材料，远远不是沦为导电剂的泯然众人。

可是无论石墨烯的作用有多少，都不能否认它本身是一款超级材料，从被发现到现在有十来年了，但真正进入产业化领域，不过一两年。因此石墨烯作为主材，各方面技术都还远远不能满足锂电需求，但作为辅材其实意义重大。

日本物质材料研究机构日前公布，他们的一个研究小组成功合成了氧化锰纳米片和石墨烯交替重叠的材料，而这种新型负极材料可提高电池容量两倍以上。

研究小组在溶液中分散氧化纳米片并与石墨烯混合，合成了交互多层的复合材料，而此次通过把两种物质从分子水平复合得到的复合材料，得到了单独材料难以实现的高特性。这种复合材料除用于充电电池之外，还可大幅提高超级电容器、电极催化剂等能量储存及转换系统的效能。

据悉，该复合材料作为锂及钠离子充电电池的负极材料，可将电池充放电容量提高两倍以上，且能延长重复使用寿命，或将可以解决现如今电池容量和寿命不可兼得的问题。

同时，哥伦比亚大学研究人员受到生物脊骨结构的启发，研发了一款柔性锂离子电池，在保证良好的柔性的同时，还保持了高体积能量密度的优势。

柔性的电池的基本结构可以以一个主干和多个分支组成，这些分枝会围绕着主干进行缠绕，最终形成类似动物脊椎骨的结构。这样的结构不仅保证了电池具有良好的柔性，还极大的提高柔性电池的能量密度，在采用石墨作为活性物质时，该结构的电池体积比能量大进一步大幅度提高。

在电化学性能测试中，无论是弯曲还是扭转的情况下该结构的电池的循环性能都没有受到影响，据相关数据显示，在0.2C倍率下循环100次，容量保持率可达94.3%，效率达到99.9%。

事实上，石墨烯在锂电其他领域的应用已经开始走向成熟了，比如最近有企业利用石墨烯制成动力电池膜，可以非常有效的提升低温性能，也有企业将石墨烯用在结构件上。

不难想象，在不久的将来可以在动力电池上看到更多石墨烯的影子。尽管距成为主材还相去甚远，但在锂电技术竞争升级的背景下，石墨烯带来的性能提升相当弥足珍贵。因此，石墨烯在锂电领域的第二春或许并不太远。石墨烯给锂电池带来新性能石墨烯在锂电领域的第二春或许并不太远。