“黑金”石墨烯应用在锂电池上，还有多长的路要走？

石墨烯一般指单片的石墨，单原子厚度0.2-0.5nm。单片的石墨烯具有机械强度高、比表面积大、电学性能优异等特点，常应用于储能、液晶显示器、透明电极等领域。

在2019中国动力电池产业春季高峰论坛上，瑞浦能源有限公司王金钻博士表示，石墨烯的优异性能决定了它在各个行业的广泛应用前景，除了在半导体和光电器件行业外，在新能源行业也得到快速发展。

瑞浦能源有限公司王金钻博士

新能源领域的重要进步历来都是与新材料的应用密切相关的，材料技术的进步是推动新能源行业发展的强大动力。在新能源领域，石墨烯除了应用在锂离子电池，在超级电容器、相变储能及光催化等领域都有所应用。

王金钻介绍了石墨烯在目前商业化的锂电池中应用的几个方面。他表示，一是石墨烯在锂离子电池中可以直接用作负极材料或者正负极复合材料，但由于成本高、造价大，暂时还难以推广。

二是，石墨烯涂层应用在正极集流体的铝箔，能有效减少极化，提高倍率性能，尤其对于现行的高比能量、高电压体系的三元电池而言，石墨烯材料能有效提升电池的循环寿命。

三是，石墨烯作为正极导电剂来使用，在材料制备过程中，充分利用石墨烯的导电网络特性来修饰正极材料。

四是，在传统导电剂及高端多元化的导电剂应用领域，石墨烯以其优良的导电特性，扮演着重要的角色：作为柔性薄片，在活性物质之间形成了面与点的接触，为了更好的提升电极片的导电性，在工业化生产应用中，经常让石墨烯与导电碳黑来混合使用，从而实现点与点，点与面的充分接触。

从石墨烯的材料特性到应用实例，可以看出：石墨烯作为基底材料可以很好的负载活性物质，控制材料的尺寸，提高电极的导电性，收束材料体积膨胀，提高电池性能；在集流体上的涂覆可以保护集流体，延长使用寿命，减少极化，提升倍率特性；在动力电池中，作为导电剂添加剂，有利于提高极片的压实密度，提高材料的导电性。

王金钻认为，为了更好的在新能源锂离子电池领域推广石墨烯材料，需要着重考虑四个方面。一是石墨烯实验室研发产品与产业化使用还有差距；二是高品质石墨烯制备的规模化、性能的一致性、成本的降低等尚待改善；三是石墨烯在浆料中分散效果及对电池电性能的提升能力需进一步研究；四是石墨烯的高导电特性表现在其二维方向，但是在实际应用中，将不同活性物质连接起来的却是石墨烯的Z轴方向，这是迫切需要关注的问题。

据了解，瑞浦能源有限公司主要从事动力/储能锂离子电池单体到系统应用的研发、生产、销售，专注于为新能源汽车动力及智慧电力储能提供优质解决方案。

本文图片来源：王金钻演讲PPT