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鐘成：一步法制備高品質(zhì)石墨烯及其在鋰離子電池上的應(yīng)用

時(shí)間:2015-12-30 14:36來源:中國(guó)電池聯(lián)盟網(wǎng) 作者:西顧
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       先介紹一下我們公司，電池行業(yè)的話跟我們隔了一兩步，關(guān)系不是很大，我們主要做石墨烯，做電池的也都聽說過，老是有新聞放出來，特別石墨烯和電池的結(jié)合。我們?cè)谇鄭u主要是做石墨烯的制備和應(yīng)用，預(yù)計(jì)一個(gè)月以內(nèi)能夠在新三板掛牌，如果大家有需求的話可以聯(lián)系我們。
 
       兩大類產(chǎn)品，一個(gè)是石墨烯粉體，待會(huì)兒會(huì)講到機(jī)械法的問題。主要的應(yīng)用方向，因?yàn)楝F(xiàn)在石墨烯作為早期的行業(yè)，包括電池類的應(yīng)用上都是在一個(gè)不斷的探索中，我們也有相關(guān)的項(xiàng)目在進(jìn)行。另外還做一些石墨烯增強(qiáng)的復(fù)合材料等項(xiàng)目。
 
        回到石墨烯上，昨天也有一個(gè)相關(guān)的報(bào)告，大家也都對(duì)這個(gè)材料有所了解。簡(jiǎn)單地說它是一種非常有特色的二維材料，因?yàn)樗亩S性質(zhì)有很多獨(dú)特的物理、電子方面的一些應(yīng)用前景，也因?yàn)檫@個(gè)10年一個(gè)科學(xué)家得諾貝爾獎(jiǎng)。
 
        它處于一個(gè)叫早期的階段，而且是前景很好的行業(yè)。我們看這張圖，從10年到11年左右，全球范圍內(nèi)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，石墨烯的基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化是同步進(jìn)行的。14年和今年有石墨烯的產(chǎn)品出現(xiàn)，大家可能聽說過石墨烯手機(jī)，包括石墨烯電池，這都是一些利用石墨烯制備的新型產(chǎn)品。
 
        這個(gè)材料在全球范圍來看，中國(guó)還是比較有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閺?010年開始，我們國(guó)內(nèi)在創(chuàng)業(yè)新材料這個(gè)方向投入了很大的資源，所以對(duì)石墨烯行業(yè)來說，我們的基礎(chǔ)研究，歐美的話還是有它的底蘊(yùn)在，比我們還是強(qiáng)一點(diǎn)，但是產(chǎn)業(yè)化方面，國(guó)內(nèi)無論投入的資源、資金以及產(chǎn)品進(jìn)度可以說超過了國(guó)外包括歐美、包括日韓他們的狀態(tài)。中間這張圖是歐洲的地圖，從2012年開始?xì)W洲啟動(dòng)了一個(gè)叫石墨烯旗艦計(jì)劃，是歐盟委員會(huì)支持的，十年內(nèi)投入十億歐元，專門搞石墨烯的研究和產(chǎn)業(yè)化，當(dāng)然它是很完整的一個(gè)項(xiàng)目，從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化，甚至包括相關(guān)的管理項(xiàng)目都可以算在這里，不管怎么樣，這是全球范圍內(nèi)最大的石墨烯研究計(jì)劃。
 
       目前國(guó)內(nèi)十三五，包括上個(gè)月出臺(tái)了三部委的聯(lián)合指導(dǎo)意見，對(duì)于石墨烯都有很好的支持，但是經(jīng)費(fèi)的額度沒有這個(gè)大。右下角是昨天拍下來的國(guó)內(nèi)股票市場(chǎng)，石墨烯板塊這樣一個(gè)走勢(shì)。如果扣除掉股災(zāi)的影響，可以看到石墨烯這個(gè)板塊是非常受到資本市場(chǎng)熱捧的。國(guó)外的石墨烯企業(yè)，美國(guó)有幾家，歐洲有幾家，其他都做的一般。最下面大家看到西班牙的，從去年開始不斷在新聞出現(xiàn)的充電八分鐘，能跑一千公里的新聞的源頭，這個(gè)跟咱們這個(gè)會(huì)議稍微有一些關(guān)系。
 
       這個(gè)是國(guó)內(nèi)的石墨烯相關(guān)企業(yè)的一個(gè)分布圖，基本上來說核心區(qū)域還是在江浙一帶，因?yàn)檫@邊民間的資本和創(chuàng)新意識(shí)應(yīng)該還是比北方強(qiáng)一些。除了江浙，寧波、上海、常州、青島、廈門、深圳這些都是有相對(duì)比較多的石墨烯產(chǎn)業(yè)的聚集。我來自青島，當(dāng)然我也要替青島吹兩句，雖然起步的比江浙晚，但是這邊發(fā)展態(tài)勢(shì)還是非常好的，如果大家有機(jī)會(huì)，可以去看一下，我覺得在北方地區(qū)最大的石墨烯基地了。
 
      這是我們自己梳理的一個(gè)石墨烯的技術(shù)樹，可能跟大家比較有關(guān)系的是用還原的石墨烯制備電機(jī)材料，做這個(gè)行業(yè)的高校、研究所和企業(yè)非常多，另外考慮到石墨烯是非常好的二維結(jié)構(gòu)，任何東西都不能穿透的，做防腐是非常好的前景。比如通過調(diào)控石墨烯的孔隙大小，這個(gè)是可以精確調(diào)控，比現(xiàn)在高分子膜好很多，右邊直接做下來的一套，我們叫CAD法，建的最多的是觸摸屏，也包括可穿戴設(shè)備，2012年常州已經(jīng)出了用石墨烯膜做成的觸摸屏，當(dāng)時(shí)還贈(zèng)送給諾獎(jiǎng)得主一臺(tái)，這個(gè)是所有的石墨烯產(chǎn)品做的最成熟的。另外在傳感器方面已經(jīng)到產(chǎn)業(yè)化的前沿了。用石墨烯做電路是歐美他們最感興趣的一個(gè)方向，剛剛我提到歐洲旗艦計(jì)劃里邊，年度計(jì)劃報(bào)告有一部分篇幅講這塊，這個(gè)可能要十年甚至二十年以后才實(shí)現(xiàn)的。
 
       這個(gè)不多講了，在座的都是專家，我總結(jié)了一下，14年底、15年不斷有石墨烯跟電池相結(jié)合的新聞出現(xiàn)，3月份這個(gè)公司發(fā)布了石墨烯手機(jī)，其中觸摸屏、電池和散熱膜用到了，另外下半年不斷有石墨烯相關(guān)的新聞出現(xiàn)，甚至包括華為在發(fā)布它的手機(jī)的時(shí)候，很多媒體也都預(yù)先報(bào)道用了石墨烯電池，但是實(shí)際上華為當(dāng)場(chǎng)沒有說這件事情，事后說這個(gè)電池沒有用在最新的手機(jī)上，還在研發(fā)中。比如像去年八分鐘跑一千公里，包括最近的硅酸鹽所，這個(gè)地方我想說什么，這里頭肯定有很多商業(yè)因素在里頭，我相信在座的電池專家可能一看就理解這里頭有很多完全違背常識(shí)的地方，你用石墨烯聯(lián)盟秘書長(zhǎng)李老師的一句話，我們還是要抱一個(gè)開放的心態(tài)，扣除掉它炒作的因素之外，石墨烯畢竟還是一個(gè)很有潛力的新材料。
 
        到今天的主題，總結(jié)一下石墨烯在各種現(xiàn)在的電池，包括鋰電包括鉛酸，這樣一些傳統(tǒng)電池里，都能夠起到一定的作用。當(dāng)然不見得像新聞講的那樣，實(shí)際的作用還是存在的，最實(shí)際的把石墨烯作為導(dǎo)電添加劑，這個(gè)我們公司也在做，主要作用是降低內(nèi)阻，提高導(dǎo)電性、安全性，另外我們跟軍共的動(dòng)力廠合作也是希望通過加入石墨烯來降低它充電的溫度。
 
        另外也有人提到用石墨烯直接來做電流收集的方面，如果做超級(jí)電容器的話不僅僅添加劑可能做主要的電機(jī)材料成分，這個(gè)也有人在做。最后一個(gè)就是硅負(fù)極，理論能量密度比碳提高十倍，但是膨脹是很麻煩的，提出用石墨烯，像一塊布一樣把硅包起來，不要脹的太厲害，這個(gè)也是未來的方向。
 
         大家可能知道石墨烯這個(gè)材料很好，但是最大的問題是太貴了，去年的時(shí)候，市場(chǎng)上石墨烯還可能要賣到一千塊錢一個(gè)，今年情況要好很多，幾千塊錢一公斤，甚至一兩塊錢一公斤都可以拿到了，但是它依然是一種非常昂貴的材料，我們希望在這個(gè)制備上做這么一個(gè)工作，通過一部機(jī)械剝離的辦法，這樣可以直接得到高品質(zhì)的石墨烯，大大降低它的成本，能夠把它應(yīng)用在類似電池領(lǐng)域的時(shí)候，這個(gè)成本如果能夠降低它是可以打規(guī)模推廣開，比如說這個(gè)是我們的原理圖，就是用這種辦法加入一些化學(xué)試劑在24小時(shí)的時(shí)候給它剝離開，右邊是電機(jī)照片，這個(gè)是高度的測(cè)量，從這個(gè)FIM來看，它的厚度能夠控制在五層左右。
 
        這是一些檢測(cè)的結(jié)果，可以看到采用這種簡(jiǎn)易的辦法，就可以得到非常好的性能的石墨烯，我們用紅外，用XRD等等方法進(jìn)行了檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)證明這種一步法制備的石墨烯，整個(gè)的平面結(jié)構(gòu)保持的比較好，不像氧化，它整個(gè)的過程對(duì)于結(jié)構(gòu)破壞比較厲害，這種方法除了邊緣以外，它的內(nèi)部六元環(huán)保持比較好，導(dǎo)電性比較好，缺陷是比較好的。左下角這個(gè)圖就是拉曼，就是驗(yàn)證它的缺陷的，這兩個(gè)峰的比值就是說明缺陷比較少的。
 
        還是在實(shí)驗(yàn)室，我們用鐵電機(jī)材料跟石墨混合直接制備得到的電機(jī)材料，進(jìn)行了初步的驗(yàn)證，結(jié)果還是不錯(cuò)的，這個(gè)我就不是專家了，這是引用劉老師的一個(gè)結(jié)論。簡(jiǎn)單地說一下，我們采用這種一步法能夠得到低成本、高性能的石墨烯，作為導(dǎo)電添加劑，石墨烯加入鋰離子電池中，可以提高循環(huán)壽命、充放電倍率，還是有很好的前景。
 
        我的匯報(bào)就到這，謝謝。
 
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    近日，廣州優(yōu)美再生技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱廣州優(yōu)美）正式成立，公司由優(yōu)湃能源科技（廣州）有限公司與格林美集團(tuán)下屬武漢動(dòng)力電池再生技術(shù)有限公司有限公司（以下簡(jiǎn)稱動(dòng)力再生）攜手打造。 據(jù)了解，廣州優(yōu)美注冊(cè)資本約1.15億人民幣，經(jīng)營(yíng)范圍含化工產(chǎn)品銷售
    2024-04-16 10:29

  • 寧德時(shí)代、科達(dá)利、特斯拉等發(fā)力這一新賽道！

    4月22日，科達(dá)利發(fā)布公告稱，公司與臺(tái)灣盟立臺(tái)灣盟立、臺(tái)灣盟英擬共同投資深圳市科盟創(chuàng)新機(jī)器人科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱深圳科盟）并簽署《投資合作協(xié)議書》。深圳科盟并簽署《投資合作協(xié)議書》。深圳科盟注冊(cè)資本擬為人民幣1億元，其中公司以現(xiàn)金方式投入人
    2024-04-24 10:11

  • 續(xù)航里程1000公里！寧德時(shí)代發(fā)布神行PLUS電池

    4月25日，在2024北京車展上，寧德時(shí)代舉行乘用車新品發(fā)布會(huì)，發(fā)布神行PLUS電池，續(xù)航里程1000公里。同時(shí)，充電10分鐘可續(xù)航600公里。
    2024-04-25 17:53

  • 天奇股份牽手長(zhǎng)安汽車 共同打造動(dòng)力電池全生命周期產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)！

    天奇股份4月18日公告，擬與中國(guó)長(zhǎng)安、長(zhǎng)安汽車共同投資設(shè)立合資公司，并以合資公司為主體合作開展電池回收、梯次利用及再生業(yè)務(wù)。目標(biāo)打造成為西南區(qū)域領(lǐng)先的電池回收標(biāo)桿企業(yè)。 合資公司的注冊(cè)資本為1.8億元，其中公司擬出資8820萬元，持有合資公司49%的股
    2024-04-19 08:42

  • 50億元！這家公司擬在摩洛哥投建鋰電池負(fù)極材料項(xiàng)目

    4月26日晚間， 中科電氣 發(fā)布公告，宣布公司計(jì)劃通過其控股子公司湖南中科星城石墨有限公司，在中國(guó)香港或其他海外地區(qū)新設(shè)全資子公司， 以間接投資方式設(shè)立摩洛哥項(xiàng)目公司，實(shí)施一項(xiàng)年產(chǎn)10萬噸鋰離子電池負(fù)極材料一體化基地項(xiàng)目 。 據(jù)了解， 項(xiàng)目計(jì)劃總投資
    2024-04-29 18:25

  • 全固態(tài)電池三大技術(shù)路線，誰將最終勝出？

    近年來，憑借高密度、更安全性、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是“最具潛力的下一代鋰電池技術(shù)”的固態(tài)電池受到市場(chǎng)關(guān)注，最新消息不斷。
    2024-04-22 18:17

  • 鋰礦龍頭一季度預(yù)虧超36億元，收深交所關(guān)注函！

    4月23日晚間，天齊鋰業(yè)發(fā)布業(yè)績(jī)預(yù)告，預(yù)計(jì)今年第一季度同比由盈轉(zhuǎn)虧。 同日晚間，深交所對(duì)天齊鋰業(yè)下發(fā)關(guān)注函，要求其結(jié)合主營(yíng)業(yè)務(wù)開展情況、產(chǎn)品產(chǎn)銷量、產(chǎn)品價(jià)格等，分析2024年一季度虧損較2023年四季度大幅增加的原因，并說明是否存在持續(xù)虧損風(fēng)險(xiǎn)等。 鋰
    2024-04-25 09:30

  • 又有車企公布全固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間！

    當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月16日，日產(chǎn)汽車公開全固態(tài)電池試生產(chǎn)線的預(yù)定設(shè)置場(chǎng)所，在生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)等的橫濱工廠建筑內(nèi)確保了約1萬平方米空間，為搬入設(shè)備推進(jìn)施工。 日產(chǎn)計(jì)劃2025年3月開始生產(chǎn)全固態(tài)電池，目標(biāo)2028年度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。據(jù)日產(chǎn)介紹，全固態(tài)電池的能量密度是傳統(tǒng)鋰離
    2024-04-18 08:43
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