石墨烯固態電池：為新能源車注入新動力

隨著科技的進步，新能源汽車正駛入加速發展軌道。作為新能源車“心臟”的電池，對續航里程和充電效率起著決定性作用，電池安全性更成為制約新能源車發展的關鍵因素和核心性能指標。石墨烯電池以其超輕、超強、超導電、低電阻的特性成為技術突破的曙光。當前，隨著新能源車的快速發展，多家企業瞄準石墨烯電池領域，意欲搶占固態電池新高地。

中國經濟時報獲悉，石墨烯不僅是世界上最堅硬、導熱系數最高的材料，也是世界上電阻最小的材料。它可制造輕便、耐用、適用于高容量儲能的電池，并能大大縮短充電時間，是理想的電池材料。據研究，石墨烯電池的儲電量可達現有產品的三倍，同時有更長的使用壽命、更短的充電時間和更安全的性能，可為電動車的續航能力帶來質的飛躍。

然而，雖然石墨烯固態電池呼聲很高，但目前石墨烯面臨著量產難、生產成本高等方面的挑戰。

曲面石墨烯電池創新技術破解了上述難題，這些低成本、可量產、分散性良好、結構穩定的高品質石墨烯，有望解鎖石墨烯固態電池的應用密碼，為新能源車的發展打開一片新天地。

有著“黑金”之喻的石墨烯，是從石墨中提取的純碳原子材料，雖然薄如蟬翼，卻強度驚人，并具備良好的導電導熱功能。石墨烯以其在材料學、能源、生物醫學等領域的廣泛應用前景，被譽為“21世紀的材料之王”。

石墨烯本身具有優異的導電性和導熱性屬性，電池的原理是正極負極的氧化還原反應，在這一過程中，石墨烯以納米級顆粒進入電池板，將其中的空隙，以“電子搭橋”的方式進行填滿，同時配合石墨烯的高導電性，讓電池產生更少的阻熱，能量損失低，放電量增加，讓充放電效率得到極大提高。

據了解，曲面石墨烯解決了石墨烯成本高、無法量產的難題，并做到了尺寸均勻，分散性優異。

相較于傳統鋰電池，在高熱負荷的環境下，曲面石墨烯的熱導性能更加突出，固態電解質能有效防止液態電解質可能引發的短路和燃燒風險。

對業界而言，目前限制全固態鋰電池應用的主要問題是電極和電解質材料二者間的界面的特性。因為固態材料的接觸面較難達到液態電池中那種緊密接觸的效果。朱光華稱，曲面石墨烯因其彎曲的表面結構，可以增加電極與電解質的接觸面積，改善界面接觸，減少界面阻抗，從而大大提高電池的能量效率和功率輸出。

與傳統的二維平面石墨烯材料相比，曲面石墨烯因其三維結構和獨特的物理化學性質，在全固態電池中主要體現在提升電子導電性、離子傳導性、優化界面接觸、增強結構穩定性以及提高能量密度和安全性等方面。

研究組的實驗室數據表明，曲面石墨烯全固態電池能量密度超過800Wh/kg，常溫下循環6000次后，其容量仍可保持85%，為開發高能量密度的全固態電池提供了新的方法和思路。
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