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即便石墨烯技术成熟了对电池技术也不会有颠覆性冲击

来源:天博体育官网   发布时间:2022-03-04 23:01nbsp;  点击量:

本文摘要:博世是全球仅次于的汽车行业独立国家零件供应商之一,对于汽车领域的根本性变革自有其专心点和布局,石墨烯会否政治宣传动力电池,动力电池材料的研发重点是什么。为此,记者专访了博世中国的动力电池材料研发部门的负责人张敬君博士。 记者:动力电池有很多类型,你寄予厚望哪一种电池? 张敬君:博世寄予厚望新能源电池,但现在不生产电池。我们的策略是做到研发,寻找新一代的材料,寻找能量密度能缩减到的材料,这样就有期望回头到前面。

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博世是全球仅次于的汽车行业独立国家零件供应商之一,对于汽车领域的根本性变革自有其专心点和布局,石墨烯会否政治宣传动力电池,动力电池材料的研发重点是什么。为此,记者专访了博世中国的动力电池材料研发部门的负责人张敬君博士。

  记者:动力电池有很多类型,你寄予厚望哪一种电池?  张敬君:博世寄予厚望新能源电池,但现在不生产电池。我们的策略是做到研发,寻找新一代的材料,寻找能量密度能缩减到的材料,这样就有期望回头到前面。我们不做到磷酸铁锂电池,也不做到三元电池,虽然我们寄予厚望三元电池,但还不是我们要的电池,我们要做到高能量的新材料,目前在寻找高能量材料和硅材料方面是有一定进展。

石墨烯不是我们的侧重点。我们有更加久远的计划,如布局锂硫电池。博世期望在2020年有自己的产品。

这在我们内部是最重要的全球项目,由德国、美国、中国三地一起做到的。  记者:电池材料的研究热点是什么?  张敬君:锂电池负极材料的研究热点是硅材料如何替代石墨,这样可以取得很高的容量,理论上是现在电池容量的10倍左右,但目前实质上只有2倍左右,而且大部分和硅石墨在一起混用。

目前是磷酸铁锂包覆在石墨里,石墨如何包得较少,还能减小容量密度,还有三元材料的用料也是正在希望的热点。三元材料电池的希望方向是减少钴的含量,因为钴很贵。现在早已有相当大的进展,刚开始锂、钴、镍三者之之比1:1:1,后来这个比例是5:2:3,到现在做到得最差的8:1:1。

负极材料的研究,还有是把石墨烯当作集流体的涂层,涂抹在铝箔上涂抹石墨烯,减少导电亲率,电池迅速,功率低。至于有人明确提出要替代铜铝做到集流体,但这拒绝材料要有延展性,而石墨烯没这个性能,所以替代这两个材料不太可能。

  记者:电池中应用于石墨烯能在电池技术里起着政治宣传起到吗?  张敬君:用石墨烯包在纳米硅,或者用石墨烯涂抹纳米硅。即便石墨烯技术成熟期了,对现有的电池技术也会有颠覆性的冲击,新材料的研究比较慢,不像电子产品那样更新换代迅速,有一定的周期,石墨烯不会有一些应用于,但离政治宣传还有相当大距离。因为有一些缺失是结构性的,目前是不能减缓电池。但是现在动力电池仅次于的问题还是太重、过于大、太贵,电池石墨烯在这方面的协助并不大,它本身不储存电。

而石墨烯在电池里更加多的应用于是作为导电添加剂,用量非常少,可以让电池的倍率提升。有设想把石墨烯包到负极材料,这是很艰难的,一旦高温不会再次发生反应。

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这个设想从学术上可以,但从工业上不寄予厚望。目前,石墨烯对电池的贡献严重不足,不能用于导电添加剂,原本导电添加剂必须电池总重量的2%左右,现在只必须0.5%的石墨就可以了,而且电池速率也更慢。

目前石墨烯的生产可以降至很低的价格,作为导电添加剂是可以拒绝接受的。  记者:石墨烯目前在电池中更为不切实际的应用于是什么?  张敬君:石墨烯在电池里的应用于,目前只是作为添加剂,如果想要把复合材料包在一起,实验室可以做,但产业化不更容易。

此外,石墨烯本身生产不更容易,包到材料上也不更容易。工艺过程对石墨烯不会有毁坏,石墨烯是纳米材料,如何把它集中到材料是难题,石墨烯的表面积大,上面有活性基团,它不会和锂再次发生反应,而且反应基本是不可逆的,不会消耗一定的锂。

因此做成电池后,可以充入很多电,但是电敲不出来。也有可能是第一次用可以,第二次充放就很差用了。  记者:博世在电池材料方面的侧重点是什么?  张敬君:锂电池现在买得较好的电池都是三元材料做到的,比亚迪是自产出租,它的车买得较为好,所以它们的电池不成问题,但是磷酸铁锂的提高空间是并不大。

硅材料有很多文章可以做到,硅是电池材料的热点,硅和石墨烯统合到一起,早已有人做中试的程度了,我们也有一些样品出来了。这是精妙利用了硅和石墨烯的性质,硅导电亲率不低,石墨烯导电亲率低,但石墨烯不遗锂电子,而硅可以遗锂离子。

所以用石墨烯包在纳米硅,或者纳米硅镀到石墨烯的片上,二者有序取得较好的性能,但是这个负极材料目前也有很多问题要解决问题,它的体积在电池后不会收缩,导致安全隐患。硅和石墨烯的混合技术,应当是一个较慢过程,不有可能一下提升很多。


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