我国成功研制石墨烯柔性锂电池,经过十万次弯折容量基本“零”损失

2020-06-10

证券时报网消息,北京石墨烯研究院院长、中科院院士刘忠范教授联合北京石墨烯研究院副院长魏迪教授研究团队采用柔性石墨烯膜作为集流体,氧化石墨烯改性材料作为凝胶电解质多孔支架,制备了高能量密度的全柔性锂离子电池。测试结果表明,该研究制备的全柔性锂离子电池具有优异的能量密度、功率密度、耐高温性、阻燃性和耐弯折性,在经过10 0000次弯折之后,比容量基本没有损失。




华创证券指出,这项研究使柔性锂离子电池的商业化应用变得指日可待,可以为未来可穿戴电子产品和其他极端条件下的应用提供能源。


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锂离子在正负电极间可逆嵌入是锂离子电池的电化学基础,其发展实际上是基于上世纪70年后一系列的创新理念和关键发现。对于固态电解质锂离子电池的理论研究可以追溯到1972年在Belgirate(意大利)召开的北约“固体中的快速离子输运”会议上。1978年,“摇椅电池”模型清楚地阐述了锂离子电池基本化学原理,1978年,Armand提出开创性的固态聚合物固态电池的概念;同时他的研究重心转移至对石墨作为嵌入负极适用性的研究;在1979-1980年,Goodenough等发现了层状氧化物-钴酸锂(LiCoO),GoOrdulet等发现另一种锰酸锂(LiMn2O4)正极材料。1983年,Yoshino等提出了以软碳为负极、碳酸盐溶液为电解液、LiCoO2为正极的电池,这是当今锂离子电池的基本组成部分。




锂离子电池工作原理是将电能转化为化学能储备在电极中,在需要的时候可以重新以电能释放。核心材料主要有正极、负极、电解液和隔膜,其中电解液对综合性能的影响最大。电解液作为锂离子的载体,在充放电的过程中,完成锂离子的传输,因此需要具备极大的离子导电率及极小的电子导电率。




近几年,随着我国新能源汽车的快速发展,直接带动了上游动力电池市场的蓬勃繁荣,打破了原本由日韩主导的锂电池格局。从装机量来看,2019年宁德时代蝉联全球第一,达到32.5GWh,占全球锂电池出货量的28%。松下、LG化学、比亚迪分列装机量排名的2-4位,为28.1GWh12.3GWh11.1GWh,份额占比为24%11%10%。此外,跻身全球前十锂电池厂商的国产企业还有国轩高科和力神,装机量达到3.2GWh1.9GWh,占比2.7%1.6%




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我国成功研制石墨烯柔性锂电池,经过十万次弯折容量基本“零”损失
2020-06-10

证券时报网消息,北京石墨烯研究院院长、中科院院士刘忠范教授联合北京石墨烯研究院副院长魏迪教授研究团队采用柔性石墨烯膜作为集流体,氧化石墨烯改性材料作为凝胶电解质多孔支架,制备了高能量密度的全柔性锂离子电池。测试结果表明,该研究制备的全柔性锂离子电池具有优异的能量密度、功率密度、耐高温性、阻燃性和耐弯折性,在经过10 0000次弯折之后,比容量基本没有损失。




华创证券指出,这项研究使柔性锂离子电池的商业化应用变得指日可待,可以为未来可穿戴电子产品和其他极端条件下的应用提供能源。


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锂离子在正负电极间可逆嵌入是锂离子电池的电化学基础,其发展实际上是基于上世纪70年后一系列的创新理念和关键发现。对于固态电解质锂离子电池的理论研究可以追溯到1972年在Belgirate(意大利)召开的北约“固体中的快速离子输运”会议上。1978年,“摇椅电池”模型清楚地阐述了锂离子电池基本化学原理,1978年,Armand提出开创性的固态聚合物固态电池的概念;同时他的研究重心转移至对石墨作为嵌入负极适用性的研究;在1979-1980年,Goodenough等发现了层状氧化物-钴酸锂(LiCoO),GoOrdulet等发现另一种锰酸锂(LiMn2O4)正极材料。1983年,Yoshino等提出了以软碳为负极、碳酸盐溶液为电解液、LiCoO2为正极的电池,这是当今锂离子电池的基本组成部分。




锂离子电池工作原理是将电能转化为化学能储备在电极中,在需要的时候可以重新以电能释放。核心材料主要有正极、负极、电解液和隔膜,其中电解液对综合性能的影响最大。电解液作为锂离子的载体,在充放电的过程中,完成锂离子的传输,因此需要具备极大的离子导电率及极小的电子导电率。




近几年,随着我国新能源汽车的快速发展,直接带动了上游动力电池市场的蓬勃繁荣,打破了原本由日韩主导的锂电池格局。从装机量来看,2019年宁德时代蝉联全球第一,达到32.5GWh,占全球锂电池出货量的28%。松下、LG化学、比亚迪分列装机量排名的2-4位,为28.1GWh12.3GWh11.1GWh,份额占比为24%11%10%。此外,跻身全球前十锂电池厂商的国产企业还有国轩高科和力神,装机量达到3.2GWh1.9GWh,占比2.7%1.6%




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