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碳小烯

新虫 (初入文坛)

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[交流] 石墨烯在锂电池电极材料如果做导电剂，比炭黑好吗？已有12人参与

好像碳材料在锂电池里还是主要材料哦。

下面是转载
现场独家丨陈立泉院士剖析锂电，谈电动汽车终极电池方向
2015-10-14 烯碳资讯

碳小烯：
2015年10月14日，“第十届北京动力锂电池技术及产业发展国际论坛”在北京裕龙国际酒店召开。会议邀请到了中科院物理所陈立泉院士、美国阿贡国家实验室Emilio Bunnel教授、北京理工大学吴峰教授等多为锂电池行业的知名专家。

小烯有幸在现场聆听了陈立泉院士的报告，并为大家整理了出来，大家先睹为快吧！

陈立泉院士在大会上做题目为“如何从跟跑到领跑”主旨报告，剖析了未来锂电池技术的发展方向和趋势。锂电池作为重要的储能技术不单是电动汽车产业发展成败的关键，同时也是能源互联网的核心。未来锂电池的发展将分为三个阶段，分别是短期硅/镍钴锰，中期-金属锂电池和长期-锂空、锂硫电池。

一、大力发展清洁能源是时代的要求

全球已经进入从化石能源向可再生能源转变的时期，转型的最大动机是环境。国家能源发展的战略方向是加强可再生能源在能源消费中的比重。英国《卫报》近日报道，去年绿色能源已经占世界发电量的22%。到今年2015年6月，我国风电装机达1.05亿千瓦，光伏发电装机达3578万千瓦。锂电池则是风电和光伏电储存首选。同时，能源互联网的建设也需要大容量储能技术，把风电、光伏电和电网低谷电储存起来，在家庭间和电网间互联互通。

二、发展电动汽车成为囯家战略

电动汽车成为我国重点推动的战略性新兴产业，而其中和核心器件锂电池受到高度的重视，可以说先进可充电电池的发展是决定电动汽车产业成败的关键。对于电动汽车的应用来说，锂电池需要具备三个重要性能。首先能量密度高:充一次电行驶里程与汽油车相当，其次，成本低电动汽车售价与汽油车接近，最后安全性好。

三、锂电池的发展阶段

近期：硅镍钴锰Si/NCM
•纳米Si/C为负极；
•正极材料：充电电压大于4.2W的钴酸锂（LiCoO2）、三元材料、二元镍钴掺杂铝、高电压LiNi0.5Mn1.5O4；
（碳材料或碳复合材料作为负极）

中期：金属锂电池
•现有的锂离子电池，锂来自正极，电池容量主要由正极决定；
•金属锂电池以金属锂为负极，含锂或不含锂的过渡金属氧化合物为正极；
•为了避免充放电过程中锂枝晶的生长引发的安全事故，必须采用固态锂电池。
（正极石墨烯做导电剂）

远期：锂空、锂硫
•以金属锂为负极，固体锂离子导体为电解质的锂空气或锂硫电池是未来的发展方向。
（多空碳作为空气电极）

锂空气电极工作原理

目前，锂硫电池有寿命差的缺点，严重制约了其产业化发展。石墨烯等碳材料与单质硫进行复合，可以提高其导电性和电池寿命，石墨烯在锂硫电池运行过程中起到导电剂和多硫化物穿梭抑制剂。

添加石墨烯的新型锂硫电池

四、材料研究是关键

正极材料：
可不含锂，但能储存大量锂
难点在脱嵌锂后零应变

固体电解质：
聚合物和无机离子导体及其复合材料
难点在纳米材料合成和复合材料制备

负极材料：
金属锂
难点在金属锂表面保护、防止锂枝晶生长

界面问题：
2个宏观/1个微观界面；
解决界面问题对获得优质全固态锂电池至关重要

五、电动汽车的终极电池是什么？

氢氧燃料电池吗？不是！

两个原因：
1.氢氧燃料电池是一次电池。
2.H2/O2理论能量密度：3525wh/kg，Li/O2 理论能量密度：5217wh/kg。

因此，陈立泉院士认为应加速Li/O2电池研究。

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