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3、石墨烯-锂离子电池
锂离子电池由于具有输出电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能优越、无记忆效应等优点,被广泛应用于便携式电子产品和通讯工具中,在这些应用中,除要求其具有大的比容量外,大倍率下的充放电性能也是极其重要的技术指标,为保持电池循环过程中良好的大倍率充放电特性和较长的使用寿命,需在电极中加入导电剂,以填补电极材料在嵌入、脱出锂过程中产生的空隙,保持电极稳定的导电性,但现有技术的导电剂,如导电碳黑或导电石墨,不能从根本上解决正极材料导电性能差的问题。
石墨烯作为一种新型的碳质材料,其碳原子最外层电子通过sp2杂化形成大π键,存在大量可以自由移动的电子,是一种优良的导电剂,以石墨烯为导电剂添加到锂离子电池正极材料中,可以在正极材料中形成一个体积电阻率很小的导电网络,明显改善正极材料的导电性能,显著提高电池的充放电效率和循环寿命。
二、石墨烯产业状况
1、国内外产业状况
作为世界高技术发展的战略制高点,石墨烯的产业化发展引起世界各国的高度关注。欧盟于2013年将石墨烯列入“未来新兴旗舰技术项目”,在10年内资助10亿欧元用于研发;2011年,英国政府在《促进增长的创新与发展战略》中把石墨烯作为国家今后4个重点发展方向之一,投入5 000万英镑支持石墨烯研发和商业化应用研究;韩国政府投入研发费用14亿美元,把石墨烯材料及产品定为未来革新产业之一,2013年,韩国产业通商资源部宣布在未来6年内,投入4 230万美元,帮助企业实现石墨烯的应用产品和相关技术商业化。英国、韩国均把石墨烯作为国家的重点发展方向和未来革新产业,投入大量研发费用。2014年,中国“863”项目指南专门支持石墨烯项目;国家领导人批复发展和改革委员会和国家科技部进行相关的调研,准备出台相关发展政策。
2013年,中国石墨烯产业技术创新战略联盟和山东省石墨烯产业技术创新战略联盟相继成立。2011年,江苏常州市投资5000万,成立江南石墨烯科技产业园。宁波市2013年拿出9000万专项基金,用于石墨烯的产业化扶持。青岛、济宁等地的石墨烯产业园、产业联盟及创新基地纷纷成立,积极推动石墨烯产业链的发展。据业界专家预计,中国石墨烯产业规模将达万亿元。
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