特斯拉聚焦下一代電池革新 石墨烯材料或成突破方向

特斯拉CEO馬斯克在接受英國汽車雜志采訪時表示，目前正在研究高性能電池，特斯拉汽車很快將能行駛805公里，相比目前增長近70%。特斯拉對電池技術的革新，將引發(fā)市場對提升鋰電池能量密度材料的關注。石墨烯具有高導電性和良好的柔韌性，是柔性儲能器件的理想候選材料之一。石墨烯復合材料用作鋰離子電池負極材料可大幅提高負極材料的電容量和大倍率充放電性能。目前國內(nèi)高校和研究機構已進行石墨烯材料的研究工作，部分企業(yè)開始推進石墨烯負極材料的產(chǎn)業(yè)化進程。

對于鋰電池而言，電極材料是決定其能量密度的關鍵因素。目前鋰電池負極材料的主要種類有天然石墨（59%），人造石墨（30%），中間相炭微球（8%）及其他類型（3%），石墨類負極材料仍然占據(jù)主流地位。由于現(xiàn)有技術限制，當前主流負極材料（如人造石墨、中間相碳微球等）并不能大幅提高鋰電池能量密度，負極材料市場急需高效的新型材料。

公開資料顯示，近年來石墨烯等新型負極材料的研發(fā)與應用，開始受到業(yè)內(nèi)的關注。石墨烯是一種新型材料，是已知材料中最薄的一種。由于它的電阻率低，電子遷移的速度極快，表面積大和電性能良好，被科學家認為是鋰離子電池的理想電極材料。

研究證明，將石墨烯應用于鋰離子電池負極材料中，可以大幅度提高負極材料的電容量和大倍率充放電性能。石墨烯可阻止復合材料中納米粒子的團聚，緩解充放電過程中的體積效應，延長材料的循環(huán)壽命。粒子在石墨烯表面的附著，可減少材料形成SEI膜過程中與電解質反應的能量損失。

近年來，國內(nèi)高校和研究機構進行了石墨烯材料的研究工作，企業(yè)也開始推進石墨烯負極材料的產(chǎn)業(yè)化進程。2011年11月，常州第六元素材料科技股份有限公司成立，將生產(chǎn)用于鋰電池負極材料的石墨烯。2012年4月，大連麗昌新材料有限公司建成了全自動石墨烯負極材料生產(chǎn)線，年產(chǎn)能達300噸。機構預計，隨著石墨烯技術的突飛猛進，石墨烯的特性將提升鋰電池的能量密度，進而解決電動汽車的續(xù)航里程問題。

上市公司中，金路集團去年12月曾與中科院金屬所簽署《技術開發(fā)合同》，雙方?jīng)Q定在“石墨烯材料及其應用技術與產(chǎn)業(yè)化技術研發(fā)”方面繼續(xù)展開合作。金路集團3月份曾公告表示，其石墨烯鋰硫電池目前正處于基礎研發(fā)階段。中泰化學參股的廈門凱納官網(wǎng)顯示，該公司的石墨烯微片因其優(yōu)秀的電導和機械性能可用在新一代電動汽車的電池開發(fā)上。目前中泰化學研發(fā)人員已進駐廈門凱納，共同推進石墨烯與PVC聚合相關試驗。烯碳新材控股的奧宇石墨集團擁有年產(chǎn)4000噸石墨烯負極材料項目，公司今年初通過球型石墨已成功研制出環(huán)保動力汽車鋰電池，樣品已在日本豐田汽車公司投入試驗。