石墨烯，是由碳原子組成的單原子層平面薄膜，厚度僅為0.34納米，單層厚度相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的十五萬(wàn)分之一。是目前世界上已知的最輕薄、最堅(jiān)硬的納米材料，透光性好，能折疊。因?yàn)橹挥幸粚釉樱娮拥倪\(yùn)動(dòng)被限制在一個(gè)平面上，石墨烯也有著全新的電學(xué)屬性。石墨烯是世界上導(dǎo)電性最好的材料，在傳統(tǒng)的手機(jī)鋰電池中加入了石墨烯復(fù)合導(dǎo)電粉末，提高了電池的倍率充放電性能和循環(huán)壽命。

然而，制備技術(shù)難題是阻礙石墨烯實(shí)現(xiàn)其潛在價(jià)值的最大“攔路虎”。目前，大多數(shù)的石墨烯電池技術(shù)還處于研發(fā)實(shí)驗(yàn)階段，我們真的要等很久嗎？

日前，珠海聚碳復(fù)合材料有限公司旗下全資子公司聚碳動(dòng)力已經(jīng)研發(fā)出一款真正意義的石墨烯電池商用產(chǎn)品，一舉將處于實(shí)驗(yàn)室階段的石墨烯電池拉入電池市場(chǎng)，成功解決現(xiàn)有電源電池不穩(wěn)定、充電慢、容量低的難題。

珠海聚碳采取了綜合性能平衡設(shè)計(jì)思路，巧妙地將全新的石墨烯基復(fù)合碳材料引入電容電池的正負(fù)極，將普通超級(jí)電容器與高能電池結(jié)合為一體，開(kāi)發(fā)出超高性能的新型電池。

首款石墨烯電池將首先應(yīng)用于電動(dòng)汽車電池，預(yù)計(jì)今年年底或明年年初就能與用戶見(jiàn)面，在明年下半年，應(yīng)用于手機(jī)電池領(lǐng)域的商用石墨烯電池也會(huì)與大家見(jiàn)面，屆時(shí)，手機(jī)電池的續(xù)航能力、快充能力和安全問(wèn)題都能一一得到解決。

珠海聚碳復(fù)合材料有限公司的工作人員表示，目前，市場(chǎng)上常見(jiàn)的電動(dòng)汽車電池，分別是磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池和錳酸鋰電池。這三種電池各有優(yōu)缺點(diǎn)，不過(guò)購(gòu)車者可以根據(jù)不同的優(yōu)缺點(diǎn)選擇不同的電池。而還有一種電池，就是石墨烯電池了，完全是顛覆式的創(chuàng)造，同時(shí)可以避免像類似于特斯拉汽車電池自燃的事件發(fā)生。

聚碳動(dòng)力已經(jīng)掌握了石墨烯電池的制備技術(shù)，通過(guò)在鋰電池正負(fù)極材料中添加石墨烯，降低電池的內(nèi)阻，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)高倍率快充快放和大幅提高電池的循環(huán)壽命。同時(shí)也提升了電池的耐受高低溫的性能。這是聚碳動(dòng)力的核心技術(shù)，也是其他企業(yè)無(wú)法復(fù)制的。石墨烯電池的普及將會(huì)是電動(dòng)汽車的飛躍，一旦石墨烯電池應(yīng)用到電動(dòng)汽車上，對(duì)整個(gè)汽車行業(yè)將是顛覆性的改變。

核心技術(shù)

其核心技術(shù)奧秘在于采取了綜合性能平衡設(shè)計(jì)思路，巧妙地將全新的石墨烯基復(fù)合碳材料引入電容電池的正負(fù)極，實(shí)現(xiàn)了普通超級(jí)電容器與高能電池結(jié)合為一體，從而兼有一般超級(jí)電容器和蓄電池的優(yōu)異性能。

用途

石墨烯全碳電容電池是一種全能的新型動(dòng)力電源。可解決電動(dòng)汽車動(dòng)力問(wèn)題，還可以在水面艦艇、特種、無(wú)人機(jī)、特種以及航天領(lǐng)域中應(yīng)用。特別是其獨(dú)具的安全性能將會(huì)對(duì)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)深刻影響。這一產(chǎn)品集鋰離子電池能量密度和超級(jí)電容器功率密度優(yōu)勢(shì)于一身，按照新國(guó)標(biāo)檢測(cè)，循環(huán)壽命達(dá)4000次以上，使用溫度范圍從零下30攝氏度至零上70攝氏度。在保證一定續(xù)駛里程的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)大電流快速充電和超長(zhǎng)的循環(huán)使用壽命。

技術(shù)突破

新型石墨烯全碳電容電池的優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)電量大，由電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，再轉(zhuǎn)化成電能釋放出來(lái)，其能量密度已經(jīng)超過(guò)目前最頂級(jí)的鋰離子電池，功率密度接近超級(jí)電容，在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了電池和傳統(tǒng)電容的內(nèi)并，實(shí)現(xiàn)了電池和電容的優(yōu)點(diǎn)兼?zhèn)洹?/p>

性能優(yōu)勢(shì)

安全穩(wěn)定，新型石墨烯聚碳電容電池，充滿電后用射釘槍打，使其短路，任何反應(yīng)都沒(méi)有;放在火上燒，也不會(huì)發(fā)生爆炸。

充電速度快；石墨烯聚碳電池，可用10C的大電流充電，單塊充滿電只要6分鐘，上百塊串聯(lián)在一起充電，10分鐘可達(dá)95%以上。

功率密度高，可達(dá)200W/KG~1000W/KG，相當(dāng)于鋰電池的3倍以上。

超低溫特性好，可在攝氏零下30℃的環(huán)境中工作。

電容型鋰離子電池原理、性能全解析

2電容型鋰離子電池研發(fā)基礎(chǔ)

1）頻繁大電流沖擊對(duì)電池性能有明顯的不利影響

2）在電池兩端并聯(lián)大容量電容器的確能緩沖大電流對(duì)電池的沖擊，從而延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命

3）如果采用內(nèi)連接，使每個(gè)電池材料顆粒都處于電容器的保護(hù)之中，應(yīng)更能延長(zhǎng)電池循環(huán)壽命，提高電池功率特性

3電容型鋰離子電池工作原理

電容型鋰離子電池是將雙電層超級(jí)電容器與鋰離子電池的工作原理相結(jié)合，鋰離子電池的電極材料與超級(jí)電容器的電極材料相融合，器件中既有電容的雙電層物理儲(chǔ)能原理又有鋰離子電池的嵌入脫嵌化學(xué)儲(chǔ)能原理，即形成電容型鋰離子電池。

電容型鋰離子電池研制關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題：

電極成份設(shè)計(jì)問(wèn)題

工作電壓匹配問(wèn)題

電解液組分設(shè)計(jì)問(wèn)題

與性能相匹配的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

應(yīng)用技術(shù)

4電容型鋰離子電池分類

5電容型鋰離子電池性能

6電容型鋰離子電池應(yīng)用

電動(dòng)汽車電源

電動(dòng)摩托車、自行車電源

各種電能存儲(chǔ)裝置（風(fēng)能、太陽(yáng)能、儲(chǔ)電柜等）

電動(dòng)工具

特種領(lǐng)域石墨烯具有獨(dú)特的單層二維結(jié)構(gòu)，僅一個(gè)原子層厚，約0.34nm，相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的十五萬(wàn)分之一，是目前已知的厚度最薄、強(qiáng)度最高、結(jié)構(gòu)最致密的納米材料，同時(shí)具備透光性好（透光率97.7%）、導(dǎo)熱系數(shù)高（5300W/mK，金剛石的3倍）、電子遷移率高（1.5×104cm2/Vs，商業(yè)硅片的10倍）、高比表面積（2630m2·g-1）、機(jī)械強(qiáng)度高(1TPa)等性能，號(hào)稱“黑金”，是“新材料之王”，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”。

在鋰離子電池中石墨烯的潛在應(yīng)用有：（1）作負(fù)極材料。石墨烯的理論比容量較高，可逆容量約744mA·h/g[4]，是石墨類負(fù)極材料的兩倍。另外，石墨烯良好的導(dǎo)熱性能確保其在電池體系中的穩(wěn)定性，且石墨烯片層間距大于石墨，使鋰離子在石墨烯片層間擴(kuò)散通暢，有利于提高電池功率性能。（2）作正負(fù)極材料添加劑，可提高鋰電池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、延長(zhǎng)循環(huán)壽命、增加內(nèi)部導(dǎo)電性能。（3）單獨(dú)作為集流體或集流體涂層，提高其抗電化學(xué)腐蝕性能和導(dǎo)電性能。