据旭华科技首席专家朱光华介绍,石墨烯本身具有优异的导电性和导热性属性,电池的原理是正极负极的氧化还原反应,在这一过程中,石墨烯以纳米级颗粒进入电池板,将其中的空隙,以“电子搭桥”的方式进行填满,同时配合石墨烯的高导电性,让电池产生更少的阻热,能量损失低,放电量增加,让充放电效率得到极大提高。
对于电池安全问题,朱光华谈到,相较于传统锂电池,在高热负荷的环境下,曲面石墨烯的热导性能更加突出,固态电解质能有效防止液态电解质可能引发的短路和燃烧风险。
据研究,石墨烯电池的储电量可达现有产品的三倍,同时有更长的使用寿命、更短的充电时间和更安全的性能,可为电动车的续航能力带来质的飞跃。
电池行业迎来历史性机遇,拥有更高安全性和稳定性的固态电池呼之欲出。石墨烯电池被看作是“锂电池”的颠覆式革命,以其超轻、超强、超导电、低电阻的特性成为技术突破的曙光。
目前限制全固态锂电池应用的主要问题是电极和电解质材料二者间的界面的特性。因为固态材料的接触面较难达到液态电池中那种紧密接触的效果。朱光华表示,曲面石墨烯因其弯曲的表面结构,可以增加电极与电解质的接触面积,改善界面接触,减少界面阻抗,从而大大提高电池的能量效率和功率输出。
与传统的二维平面石墨烯材料相比,曲面石墨烯因其三维结构和独特的物理化学性质,在全固态电池中主要体现在提升电子导电性、离子传导性、优化界面接触、增强结构稳定性以及提高能量密度和安全性等方面。
旭华电池研究组的实验室数据表明,曲面石墨烯全固态电池能量密度超过800Wh/kg,常温下循环6000次后,其容量仍可保持85%。