2024年8月29日
研究人员揭开了可扩展的石墨烯技术的革命提高电池安全性和性能
斯旺西大学的研究人员与武汉理工大学、深圳大学合作，开发了一种生产大规模石墨烯集热器的开创性技术。
这一突破有望显著提高锂离子电池(lib)的安全性和性能，解决能源存储技术的关键挑战。
该研究发表在《自然化学工程》杂志上，详细介绍了第一个在商业规模上成功制造无缺陷石墨烯箔的方案。这些箔提供了非凡的导热性-高达1,400.8 W m-1 k - 1 -几乎比lib中使用的传统铜和铝集热器高十倍。
“这是电池技术向前迈出的重要一步，”来自斯旺西大学的联合主要作者谭睿博士说。“我们的方法允许石墨烯集流器在规模和质量上的生产，可以很容易地集成到商业电池制造中。这不仅通过有效地管理热量提高了电池的安全性，而且还提高了能量密度和寿命。”
在开发高能锂电池，尤其是用于电动汽车的锂电池时，最紧迫的问题之一是热失控，这是一种过热导致电池失效的危险情况，通常会导致火灾或爆炸。这些石墨烯集流器旨在通过有效散热和防止导致热失控的放热反应来减轻这种风险。
来自深圳大学的联合首席作者杨金龙博士解释说:“我们致密、排列的石墨烯结构提供了一个强大的屏障，防止易燃气体的形成，防止氧气渗透到电池中，这对避免灾难性故障至关重要。”
新开发的工艺不仅是实验室的成功，而且是可扩展的解决方案，能够生产长度从米到公里不等的石墨烯箔。在其潜力的重要展示中，研究人员制作了一个200米长，厚度为17微米的石墨烯箔。这种铝箔即使在弯曲超过10万次后仍保持高导电性，使其成为柔性电子产品和其他先进应用的理想选择。
这种新方法还允许生产具有可定制厚度的石墨烯箔，这可能会导致更高效、更安全的电池。
这一创新可能对未来的能源存储产生深远的影响，尤其是在安全性和效率至关重要的电动汽车和可再生能源系统中。由武汉理工大学的麦力强教授和何大平教授，深圳大学的杨金龙博士和斯旺西大学的谭瑞博士领导的国际合作研究小组正在继续改进他们的工艺，不断努力减少石墨烯箔的厚度，进一步提高其机械性能，同时探索这种超越锂离子电池的新材料。如氧化还原液流电池和钠离子电池，在斯旺西大学Serena Margodonna教授小组的帮助下。
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