2024年8月29日
研究团队揭示了可扩展石墨烯技术的革命性进展，提升电池的安全性与性能
斯旺西大学的研究人员与武汉理工大学及深圳大学携手，开发出一种创新技术，能够大规模生产石墨烯集热器。
这一创新有望显著提升锂离子电池（lib）的安全性和性能，解决能源存储技术面临的重大挑战。
该研究成果已发表在《自然化学工程》期刊上，详细阐述了首次在商业规模上成功制造无缺陷石墨烯箔的方案。这些箔的导热性极为出色，达到1,400.8 W m-1 k - 1，几乎是传统铜和铝集热器的十倍。
“这是电池技术向前迈出的重要一步，”斯旺西大学的联合主要作者谭睿博士表示。“我们的方法使得石墨烯集流器在规模和质量上都能实现生产，能够轻松集成到商业电池制造中。这不仅通过有效管理热量提升了电池的安全性，还增强了能量密度和使用寿命。”
在开发高能锂电池，尤其是电动汽车所需的锂电池时，最紧迫的问题之一是热失控，这是一种因过热导致电池失效的危险情况，常常引发火灾或爆炸。这些石墨烯集流器旨在通过有效散热和防止引发热失控的放热反应来降低这种风险。
来自深圳大学的联合首席作者杨金龙博士解释道：“我们紧密排列的石墨烯结构提供了强大的屏障，防止易燃气体的生成，阻止氧气渗透到电池中，这对于避免灾难性故障至关重要。”
新开发的工艺不仅在实验室取得成功，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。在展示其潜力的过程中，研究人员制作了一条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，成为柔性电子产品及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，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以及斯旺西大学的谭瑞博士领导的国际合作研究小组，正在不断改进他们的工艺，努力减少石墨烯箔的厚度，进一步提升其机械性能，同时探索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，得到了斯旺西大学Serena Margodonna教授团队的支持。
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