石墨烯于2004年問(wèn)世，是目前已知的*薄、強(qiáng)度*大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能*好的一種新型納米材料，是頭發(fā)絲的20萬(wàn)分之一，強(qiáng)度是鋼的200倍。被稱為“黑金”、“新材料之王”。

科學(xué)家甚至預(yù)言它將“徹底改變21世紀(jì)”，其應(yīng)用領(lǐng)域幾乎無(wú)所不及，包括生物醫(yī)藥領(lǐng)域、物理分離領(lǐng)域、軍事用途領(lǐng)域以及鋰電池領(lǐng)域等等。

但同時(shí)也有兩個(gè)問(wèn)題擺在眼前：首先是石墨烯成本高、可量產(chǎn)性低，石墨烯堪比黃金的價(jià)格，就算真的全部做成電極材料誰(shuí)能用的起?其次就是是否能夠提供成批穩(wěn)定性的產(chǎn)品，量產(chǎn)滿足行業(yè)需求。只要這兩大問(wèn)題解決了，新能源行業(yè)必將顛覆世人的想象。

10月27-28日，由安徽省馬鞍山市政府主辦，起點(diǎn)研究、鋰電大數(shù)據(jù)承辦的“2017(馬鞍山) 新能源汽車動(dòng)力電池智能制造論壇暨安徽馬鞍山動(dòng)力電池項(xiàng)目交流會(huì)”于馬鞍山隆重舉行。

山木新能源董事長(zhǎng)陳明軍在大會(huì)主題演講中介紹了動(dòng)力鋰電池石墨烯項(xiàng)目群。

動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)�墨烯�?yīng)用

1、物理混合

應(yīng)用過(guò)程為：石墨烯粉體——導(dǎo)電劑——動(dòng)力電池。

石墨烯具備*的導(dǎo)電劑技術(shù)。傳統(tǒng)的炭黑與正極顆粒是點(diǎn)接觸，碳納米管是線接觸，而石墨烯是面接觸，目前是動(dòng)力電池*理想的導(dǎo)電劑。

不僅提高了快充性能，可10C充電，快放性能也進(jìn)一步提高;而且導(dǎo)電劑容量提高不大，約5%。

2、化學(xué)混合

應(yīng)用過(guò)程為：石墨烯粉體——正極材料——動(dòng)力電池。例如石墨烯包覆磷酸鐵鋰分子，替代碳包覆，可提高材料內(nèi)的導(dǎo)電性

石墨烯化學(xué)包覆磷酸鐵鋰分子工藝配方如下所示：

①     正極制造中前驅(qū)體加入石墨烯材料，通過(guò)獨(dú)特的工藝化學(xué)包覆正極材料分子，一次成型。

②磷酸鐵鋰分子本身不導(dǎo)電的。通過(guò)碳包覆技術(shù)使其導(dǎo)電，通過(guò)石墨烯包覆后使其幾乎*導(dǎo)電。徹底解決了鐵鋰材料內(nèi)部導(dǎo)電的問(wèn)題

3、鋁箔涂層

目前此應(yīng)用的難點(diǎn)在于石墨烯涂覆技術(shù)難突破。

石墨烯粉體技術(shù)現(xiàn)狀

目前石墨烯產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)主要有兩個(gè)方向：石墨烯粉體和石墨烯薄膜，相對(duì)而言，石墨烯粉體的操作空間更大，應(yīng)用廣闊，成為大多數(shù)石墨烯企業(yè)產(chǎn)業(yè)化的*。

石墨烯粉體主要由微機(jī)械剝離法、化學(xué)氣相沉積法和氧化還原法等制備，其中氧化還原法制備的石墨烯粉體層數(shù)*少，是*有希望實(shí)現(xiàn)石墨烯粉體大規(guī)模制備的方法。

1、微機(jī)械剝離法：成功地從高定向熱裂解石墨上剝離并觀測(cè)到單層石墨烯微機(jī)械剝離法可以制備出高質(zhì)量石墨烯，但存在產(chǎn)率低和成本高的不足，不滿足工業(yè)化和規(guī)�；�生產(chǎn)要求，目前只能作為實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模制備。

2、化學(xué)氣相沉積法：是指反應(yīng)物質(zhì)在氣態(tài)條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成固態(tài)物質(zhì)沉積在加熱的固態(tài)基體表面，進(jìn)而制得固體材料的工藝技術(shù)。但是理想的基片材料單晶鎳的價(jià)格太昂貴，這可能是影響石墨烯工業(yè)化生產(chǎn)的重要因素。CVD法可以滿足規(guī)�；�制備高質(zhì)量石墨烯的要求，但成本較高，工藝復(fù)雜。

3、氧化還原法：是指將天然石墨與強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化性物質(zhì)反應(yīng)生成氧化石墨(GO)，經(jīng)過(guò)超聲分散制備成氧化石墨烯(單層氧化石墨)，加入還原劑去除氧化石墨表面的含氧基團(tuán)，如羧基、環(huán)氧基和羥基，得到石墨烯。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)部分公司已實(shí)現(xiàn)石墨烯粉體規(guī)模化產(chǎn)線的投產(chǎn)，山木新能源、常州第六元素、道氏技術(shù)旗下的青島昊鑫、華麗家族旗下的寧波墨西等在國(guó)內(nèi)排位靠前。

其中山木新能源的石墨烯粉體技術(shù)為國(guó)內(nèi)原創(chuàng)獨(dú)特的石墨烯粉體制造工藝，與傳統(tǒng)的石墨烯制備法如氧化還原法及摩擦發(fā)完全不一樣的工藝，本工藝可大規(guī)模制造，制造成本是現(xiàn)有工藝的50%。且設(shè)備大部分自主研發(fā)，維修簡(jiǎn)單，全自動(dòng)操作，工序成品率高、使用簡(jiǎn)單、效率高、投資成本低。

山木新能源石墨烯粉體技術(shù)成果

石墨烯動(dòng)力電池應(yīng)用

前面已經(jīng)介紹過(guò)，石墨烯在電池領(lǐng)域的應(yīng)用形式主要有三種：一是作為導(dǎo)電添加劑，添加到正/負(fù)極電極材料中;二是直接作為正/負(fù)極材料，或?qū)﹄姌O材料進(jìn)行復(fù)合改性處理，提高電極導(dǎo)電性和充放電倍率;三是作為集流體或集流體涂層，用于提高電池功率特性。

石墨烯一旦應(yīng)用到電池領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)：

①快充倍率15C，4分鐘充滿能承受。

②熱失控技術(shù)是電動(dòng)汽車未來(lái)主要的技術(shù)難題。石墨烯鋰電池充電溫度降低約5度，繼續(xù)研發(fā)可提高。這是石墨烯在動(dòng)力電池上主要的應(yīng)用需求。

③改善低溫性能。

④改變?nèi)萘吭?/span>5點(diǎn)左右，改變?nèi)萘坎淮蟆?/span>

⑤沒(méi)有其他指標(biāo)的突破和改變。

然而目前來(lái)說(shuō)，石墨烯大批量應(yīng)用到鋰離子電池上可能性很小，仍有很長(zhǎng)的路要走。

山木新能源敢于創(chuàng)新，運(yùn)用原創(chuàng)的獨(dú)特水性工藝配方，自主研發(fā)水做為溶劑的配方替代NMP，直通率提高10%，電性能可做到25C放電，整體成本降低10%，2016年專利產(chǎn)品石墨烯鐵鋰電池批量出貨東旭光電，成為中國(guó)首批石墨烯鋰電池產(chǎn)業(yè)化廠家。

當(dāng)前山木石墨烯項(xiàng)目群的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化情況如下：

①石墨烯粉體項(xiàng)目(已有技術(shù));

②山木石墨烯導(dǎo)電劑項(xiàng)目(正投產(chǎn));

③石墨烯包覆正極材料項(xiàng)目(已有技術(shù));

④山木石墨烯鐵鋰動(dòng)力電池項(xiàng)目(已投產(chǎn));

山木擬以25%股份，定向募集資金1.5億元，其中8000萬(wàn)用于粉體+導(dǎo)電劑項(xiàng)目;2000萬(wàn)用于動(dòng)力電池設(shè)項(xiàng)目;5000萬(wàn)收購(gòu)正極材料公司。

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