石墨烯應用成動(dòng)力電池企業(yè)制勝點(diǎn)
近日，由中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新戰略聯(lián)盟、青島國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區聯(lián)合主辦的2016中國國際石墨烯創(chuàng )新大會(huì )在山東青島國際會(huì )展中心舉行，動(dòng)力電池石墨烯材料應用技術(shù)成為大會(huì )關(guān)注的焦點(diǎn)之一。
“石墨烯優(yōu)良的導電性能，決定了其在動(dòng)力電池領(lǐng)域大有作為?！睂⒃诿髂陮?shí)現應用石墨烯材料的動(dòng)力電池小批量生產(chǎn)的奧冠集團董事長(cháng)孟繁友告訴本報記者，動(dòng)力電池是新能源領(lǐng)域的一項主要產(chǎn)品，其性能提升事關(guān)我國電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)大巴等環(huán)保產(chǎn)品的推廣應用進(jìn)程。
“石墨烯材料與傳統電池材料混合，能夠顯著(zhù)提升電池充放電、循環(huán)壽命等，助力我國環(huán)保事業(yè)發(fā)展，這也是世界各國動(dòng)力電池企業(yè)在新一輪市場(chǎng)競爭中的制勝點(diǎn)?！钡戏庇淹瑫r(shí)表示，真正實(shí)現石墨烯材料對動(dòng)力電池的最大效能改進(jìn)，還有一段路要走。
石墨烯應用是動(dòng)力電池行業(yè)研究熱點(diǎn)
我國動(dòng)力電池技術(shù)已達到國際同等先進(jìn)水平?！拔覈芏嘀行碗姵仄髽I(yè)基本都具備了國際研發(fā)實(shí)力。例如，奧冠的研發(fā)團隊在德國，所研發(fā)課題基本都是與德國同步開(kāi)展的研究?！泵戏庇呀榻B，德國電池技術(shù)幾乎是國際電池技術(shù)的最高點(diǎn)。目前，德國電池行業(yè)正努力研發(fā)石墨烯應用技術(shù)，這也是世界各國電池行業(yè)的研究熱點(diǎn)。
“當前，我國有關(guān)石墨烯應用的研究成果、研究水平絲毫不遜于英國、澳大利亞等國家?！彼J為，在新一輪的市場(chǎng)競爭中，石墨烯應用技術(shù)或成為世界各國動(dòng)力電池企業(yè)制勝的關(guān)鍵點(diǎn)。
“在當前的平均生產(chǎn)水平下，石墨烯材料可以將動(dòng)力電池導電性能提升約20%、循環(huán)壽命提升20%~30%。如此，動(dòng)力電池將更加適用于電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域?！泵戏庇颜f(shuō)，應用石墨烯之后，動(dòng)力電池可以在20分鐘內充滿(mǎn)80%的電。他解釋?zhuān)@是因為，石墨烯能夠克服電阻阻抗，使電流更加暢通地導入電池活性物質(zhì)，從而縮短電池充電時(shí)間，增加電池循環(huán)壽命。
“應用石墨烯材料會(huì )增加7%~8%的生產(chǎn)成本，增加約20%的銷(xiāo)售價(jià)格?！泵戏庇驯硎?，對于規模企業(yè)來(lái)講，這一成本增加比例并不算多。他強調，用戶(hù)特別重視追求動(dòng)力電池的穩定性和功率提升，在導電性能提升20%的情況下，用戶(hù)并不認為新產(chǎn)品價(jià)格高。
孟繁友介紹，當前，公司生產(chǎn)的應用石墨烯材料的動(dòng)力電池已經(jīng)在北京、江蘇宿遷、山東德州等地試運行。明年9月，公司就能夠將該產(chǎn)品小批量地應用到電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域?！安贿^(guò)，具體推進(jìn)活動(dòng)還需要視產(chǎn)品在這一年內的實(shí)際運行曲線(xiàn)、安全性能等情況而定?！彼硎?。
石墨烯應用效果與預期有差距
石墨烯材料應用不可能一蹴而就。目前，石墨烯應用效果與預期還有差距，還需要繼續攻關(guān)。
“首先，加入多少量的石墨烯材料才能實(shí)現最高的產(chǎn)品性?xún)r(jià)比，有待進(jìn)一步研究?！泵戏庇驯硎?，將一定量的傳統電池材料與一定量的石墨烯混合后，電池的導電性能會(huì )提升到一個(gè)上限。理論上講，傳統電池材料與石墨烯都是碳，多加入石墨烯不會(huì )對電池本身產(chǎn)生負面影響?！暗捎谛阅芴嵘猩舷?，多用石墨烯只會(huì )毫無(wú)意義地增加生產(chǎn)成本?！彼麖娬{，業(yè)內需要進(jìn)一步探索傳統電池材料與石墨烯最佳的混合比例，以實(shí)現最高的產(chǎn)品性?xún)r(jià)比。
“另外，石墨烯材料應用也對傳統電池生產(chǎn)工藝、流程提出了挑戰?！泵戏庇颜f(shuō)，石墨烯只有在真空環(huán)境中才能比較均勻地混合。但即便是在真空環(huán)境中混合，新產(chǎn)品也只能達到近20分鐘充滿(mǎn)電、提升約20%循環(huán)壽命的效果，與理論預期的10分鐘充滿(mǎn)電、提升50%以上循環(huán)壽命的目標還有差距。
“石墨烯應用技術(shù)、工藝需要進(jìn)一步完善、提升?！泵戏庇驯硎?，不僅如此，不同類(lèi)型的動(dòng)力電池應用石墨烯材料的加工工藝也需要不斷細化研究。他說(shuō)，以?shī)W冠生產(chǎn)的膠體電池、磷酸鐵鋰電池為例，兩者應用石墨烯材料的運行工藝有很大不同。
市場(chǎng)對應用石墨烯材料的動(dòng)力電池要求越來(lái)越高?！俺艘罂斐淇旆?，還要求其具備更強的環(huán)境適應性?！泵戏庇颜f(shuō)，其有客戶(hù)提出，希望產(chǎn)品能夠在零下20攝氏度和60攝氏度的環(huán)境下工作，我們正就此作新一輪的技術(shù)攻關(guān)。
孟繁友還表示，當前，但凡有規模的企業(yè)都進(jìn)入了石墨烯應用研發(fā)領(lǐng)域，但絕大多數是停留在實(shí)驗室階段?！凹幢阌衅髽I(yè)生產(chǎn)出產(chǎn)品，但對于石墨烯在哪些方面提升了產(chǎn)品性能、具體提升了多少等，企業(yè)無(wú)法提供有效數據?！泵戏庇颜f(shuō)，雖然多層石墨烯能夠滿(mǎn)足當前市場(chǎng)對動(dòng)力電池性能提升的需求，但對于動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)，石墨烯顆粒越細膩、用量越小，其導電性能提升效果就越好。因此，他更希望應用單層石墨烯。
“然而，在我國當前現有的制造裝備水平下，并無(wú)法保證供給單層石墨烯?！彼硎?，應用石墨烯材料的動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展依然任重道遠。
朱先生