11月28日，三星宣布其開發(fā)出了一種新型的鋰離子電池材料，在提高電池容量的同時能夠把充電速度提升到現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的5倍。介紹此項技術(shù)的論文被發(fā)表在知名學(xué)術(shù)期刊《NatureCommuinication》上，題目為《用于快速充電和高體積能量密度鋰離子電池的石墨烯球》。

從標(biāo)題可以看出，該電池材料利用了石墨烯技術(shù)，石墨烯(Graphene)是一種只有一個原子層厚度的準(zhǔn)二維材料，所以又叫做單原子層石墨，它具有十分良好的強度、柔韌、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)特性，是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強的一種新型納米材料，因此被稱為“黑金”。

三星研發(fā)的石墨烯球是一種能夠在 SiOx 顆粒(納米硅基氧化物)的表面生長石墨烯的小球，它的原理是利用CVD技術(shù)，即通過化學(xué)反應(yīng)的方式，把兩種或兩種以上的氣態(tài)原材料導(dǎo)入到一個反應(yīng)室內(nèi),然后使其相互之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一種新的材料，沉積到基片表面上。在試驗中，研究人員以甲烷為碳源，在1000℃下與直徑 20-30nm 的二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，二氧化硅顆粒被還原成為SiOx，進(jìn)而在顆粒表面包覆了一層石墨烯。

據(jù)三星的研究人員介紹，石墨烯雖然適合作為正極包覆材料以提高導(dǎo)電性，但是石墨烯片之間強烈的靜電作用力使其很難均勻分散在正極材料的表面，而研發(fā)石墨烯球就是為了解決這個難題，將其涂抹在鋰電池正極材料的表面可以形成一層保護層，從而提高材料的穩(wěn)定性。

經(jīng)過石墨烯球處理后的鋰電池材料，在大倍率下放電能力明顯高于沒有經(jīng)過處理的材料，同時還可以降低電極中導(dǎo)電劑的用量，提高電極的體積比容量，進(jìn)而增加鋰離子電池的體積能量密度。除了涂抹在鋰電池正極表面，石墨烯球還可單獨作為負(fù)極材料使用，使鋰離子電池獲得快速充電的能力，將充電時間從一個小時縮短到12分鐘。目前，三星已經(jīng)在韓國和美國申請了這項技術(shù)的專利。

相關(guān)分析人士表示，這是一項很有潛力的技術(shù)，但是距離商業(yè)化應(yīng)用和量產(chǎn)還有很長的路要走，電子級石墨烯的生產(chǎn)要面對很多技術(shù)難題，而且石墨烯球作為負(fù)極材料使用，會首次庫倫效率即放電效率較低等問題，必須配合補鋰等制作工藝，而補鋰工藝在目前還不太成熟。不過，盡早布局電池技術(shù)絕對是正確的發(fā)向，在未來可以影響的領(lǐng)域也將相當(dāng)廣泛。

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