多方面技术难以突破 石墨烯电池名不副实

2015-12-08 08:24:14来源: 每日经济新闻
    目前多方面技术难以突破,真正的石墨烯还是一种处于实验室的产物,其实现量产仍然遥遥无期。
  ◎每经实习记者 冯彪 记者 师烨东

  11月26日,华为的一款手机上市前,消息称该手机使用了石墨烯电池。受此影响,当日石墨烯概念股领涨大盘。

  尽管随后华为证实手机并未使用石墨烯电池,但资本市场对于石墨烯电池仍存在巨大的想象空间。但不少学者认为,目前多方面技术难以突破,真正的石墨烯还是一种处于实验室的产物,其实现量产仍然遥遥无期。

  北京有色金属研究总院高级工程师、清华大学博士刘冠伟在接受《每日经济新闻》采访时表示,首先如何定义石墨烯电池就存在分歧:“电极材料中添加了石墨烯材料就定义为石墨烯电池存在误导。关于石墨烯电池的新闻都仅限于一些皮毛的报道,连电池的结构和反应机理示意图都没有,也缺乏具体的能量密度、电压、循环寿命等具体技术参数。对于电池工业来说,没有这些信息,报道出来的新闻缺乏最基本的可信度,虚假夸大宣传的可能性极大。”

  石墨烯电池“名不副实”

  鉴于石墨烯可能存在的突出性能,近年来关于石墨烯应用的消息总能引发关注。这其中最出风头的,还是石墨烯电池。但这却很难得到业内却人士的认可。刘冠伟认为,石墨烯可以做导电剂,促进锂电池快充放,理论上能提高倍率性能,但若分散工艺不到位,混料不均,一切都是空中楼阁:“石墨烯的成本过高、在锂电池中工艺特性不兼容等问题,使得‘石墨烯电池’这个技术接近于不存在,其噱头意义远大于实用价值。”

  中国石油大学教授李永峰同样持质疑态度。他认为,目前石墨烯在电池上的应用,主要是和硅结合在电池负极里面代替原来的石墨,这样可以提升电池的整体容量和充电速度,但性能提升效果有限,网上传言颠覆式提升并不太现实。此外,也有业内人士提及,石墨烯表面特性受化学状态影响巨大,批次稳定性、循环寿命等问题也比较难以满足锂电池生产的细致要求。

  此前网上曾有消息称比亚迪公司也正在研究石墨烯在锂电池上的应用,但是《每日经济新闻》记者从比亚迪相关负责人处了解到,比亚迪的电池目前仍是运用磷酸铁锰锂,并没有用到石墨烯。

  尽管目前多位业内人士认为所谓的石墨烯电池只是炒作,但在清华大学材料学院教授朱宏伟看来,说技术完全不存在也过于绝对,“随着技术和工艺成熟,通过石墨烯来提升电池性能未来是可以实现的”。

  高端技术仍在实验室内

  实际上,不仅是石墨烯电池,石墨烯的许多优质性能及产品目前还难以在实验室之外的地方展现,而相关产品的批量化生产更是遥遥无期。


  概念上讲,石墨烯是只有一个碳原子厚度的二维材料,意味着真正的石墨烯是单层的,仅有一个原子的厚度,是目前已知的最薄的一种材料。正是在单层的条件下,石墨烯才具备多重让人惊喜的属性。比如在纳米级别上,其强度是钢铁的20倍,但同时具有20%拉伸不断裂的柔性;它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;导热系数高达5300W/m·K,高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s。这些优异的性质,被认为是石墨烯可以颠覆很多产业的原因。

  尽管其在下游应用上有可见的产品,但是中信建投的报告同样显示,具备优异性质的产品何时能走出实验室仍然是未知数。例如石墨烯作为透明导电膜使用时,其工业产品的制备便存在一定的瓶颈,使得产品中石墨烯原油的电导率低等特性无法发挥;石墨烯替代硅应用于用于高性能集成电路和新型纳米电子器件中,也由于单层石墨烯没有带隙,无法实现逻辑电路必需的晶体管开关功能,工艺复杂性程度大幅提高,在微电子领域广泛使用还有待时日。

  朱宏伟表示:“目前石墨烯应用比较成熟的领域多集中在中低端添加石墨烯类物质的产品,真正能够显示石墨烯特殊性能的高端应用尚在实验室之中,短期内批量生产和商用还有困难。”

关键字:技术突破  石墨烯电池

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2015/1208/article_46428.html
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