此外，由于石墨烯具有良好的熱傳導(dǎo)性質(zhì)，目前主流手機(jī)廠商將石墨烯作為散熱材料使用 。 作為熱量的優(yōu)良導(dǎo)體，石墨烯同高活性物質(zhì)的有效接觸、保護(hù)，一方面可降低電解液在其表面的副反應(yīng)放熱；另一方面對其充放電，特別是快速充放電產(chǎn)生的大量熱可實(shí)現(xiàn)有效的熱傳遞，降低電池工作過程中的熱隱患與熱失控，讓整個(gè)電池體系的熱循環(huán)更穩(wěn)定 。
迅猛發(fā)展的電動(dòng)汽車和3C電子等移動(dòng)智能終端應(yīng)用，要求二次電池具有盡量小的體積和盡量高的體積能量密度 。 納米技術(shù)使二次電池的質(zhì)量能量密度和充放電速度大幅提高，但體積能量密度卻很難通過納米化技術(shù)提高 。 楊全紅表示，納米材料的致密化是使電極材料同時(shí)具有高的質(zhì)量和體積性能的必由之路 。 石墨烯是碳材料的基本結(jié)構(gòu)單元，近期的研究表明，基于膠體化學(xué)的石墨烯致密化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)多孔碳納米材料的致密化，就像將膨化食品轉(zhuǎn)化為壓縮餅干 。 這種技術(shù)在鋰電池中最直接的應(yīng)用就是，可以實(shí)現(xiàn)高性能硅碳電極的致密化，使單位體積鋰電池的容量大幅增加，為消除電動(dòng)汽車的里程焦慮和3C電子等智能終端電池的小型化提供解決方案 。 這可能成為未來石墨烯在提高鋰電池性能方面的重要應(yīng)用 。
可能取代鋰電池的技術(shù)
當(dāng)今的移動(dòng)世界已離不開鋰電池 。 美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室能源存儲(chǔ)聯(lián)合研究中心負(fù)責(zé)人喬治·克拉布特里曾說：“這是有史以來最好的電池技術(shù) 。 ”不過，許多研究者認(rèn)為，鋰電池的能量密度已經(jīng)接近其天花板 。
那么，未來會(huì)有哪些能夠取代鋰電池的技術(shù)？
據(jù)《科學(xué)美國人》雜志介紹，全球科研工作者正在努力探索不同的技術(shù)路線，如鋰硫電池、鎂電池、空氣電池、液流電池等 。
2013年，美國化學(xué)工程師埃爾頓·凱恩斯基于鋰—硫技術(shù)研制出一種僅硬幣大小的新型化學(xué)電池，在美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室經(jīng)歷1500次充放電循環(huán)后，電池容量只損失一半 。 據(jù)介紹，由于金屬鋰負(fù)極的使用，理論上鋰—硫電池能量密度是鋰電池的5倍多 。 制造電池的PolyPlus公司在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，增加硫和減少電解液會(huì)使電池更容易壞掉 。 不過英國Oxis能源公司看好鋰—硫電池的前景，正在努力開發(fā)高能量密度且可應(yīng)用于電動(dòng)汽車的鋰—硫電池 。
一些研究者認(rèn)為，相比鋰，下一代電池應(yīng)該使用更重的元素，比如鎂 。 相比于一價(jià)的鋰離子，二價(jià)的鎂離子能攜帶兩個(gè)電荷，這意味著可以釋放的電能提高了一倍 。 不過，攜帶兩個(gè)電荷的鎂離子移動(dòng)速度緩慢，難以通過電解液和電極，就像是在黏稠的糖漿中穿行 。
美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室材料科學(xué)家克里斯廷·佩爾松和麻省理工學(xué)院材料科學(xué)家赫布蘭德·塞德成立Pellion技術(shù)公司研發(fā)高容量鎂電池 。 其2013年底公開的一大批專利表明，他們正在研發(fā)更開放的電極結(jié)構(gòu)，促進(jìn)鎂離子快速傳輸 。 各大電子產(chǎn)品公司包括豐田、LG、三星和日立等，都在研發(fā)類似的鎂電池 。 (采訪人員華凌)
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