石墨烯确实已经在固态电池领域得到了应用,并且展现出了显著的优势。以下是一些关键点:
• 提升电化学性能:石墨烯因其优异的导热性和导电性,可以显著提高固态电池的性能。石墨烯的导热系数高达5300W/mK,是铜的10倍,铝的25倍。这意味着在石墨烯中,电子移动速度非常快,有助于提高电池性能并解决散热问题。
• 改善界面阻抗:固态电池电极与固态电解质之间的高界面阻抗是一个技术挑战。石墨烯的加入可以改善这一问题。特别是曲面石墨烯,由于其弯曲的表面结构,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。
• 提高电池效率:石墨烯以纳米级颗粒进入电池板,通过“电子搭桥”的方式填满空隙,配合石墨烯的高导电性,减少电池的阻热,降量损失,增加放电量,极大提高充放电效率。
• 实现量产和成本降低:旭华科技研发的曲面石墨烯在石墨烯基础上进行了尺寸控制和防抱团的突破,使得碳原子处于一定的应力状态,形成了一种新型的石墨烯结构,应用于固态电池电解质和正负极材料中,可以提升石墨烯表面和电极之间的穿梭运动,在充放电速度、电池容量、循环寿命等方面进行指数级突破。旭华科技已经实现了曲面石墨烯的量产下线,解决了石墨烯成本高、无法量产的难题,并做到了尺寸均匀,分散性优异。
• 提高安全性和能量密度: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%,为开发高能量密度的全固态电池提供了新的方法和思路。综上所述,石墨烯在固态电池中的应用不仅提升了电池的电化学性能,还有助于解决散热和界面阻抗问题,是固态电池技术发展中的一个重要材料。