石墨烯生產時所需要的成本要多少?
石墨烯由于其高比表面積結構和傳輸電子的能力而被用作導電劑。從積累的測試數據來看,碳纖維、碳納米管、石墨烯都比Super P有更高的放大性能,但它們之間的電化學性能幾乎沒有差別,石墨烯似乎也沒有明顯的優勢。以蘋果手機做鋰離子動力電池為例,其電池系統容量的提升主要是由于LCO工作提高了企業的電壓。充電控制電壓范圍上限從目前國內蘋果6的4.2V提高到4.35V,使LCO的容量從145 mAh/g逐步提高到160-170mAh/g(但高壓LCO必須經過表面鍍膜和體摻雜的修飾)。這些產品的性能變化是同步的。也就是說,如果沒有電流電壓為4.35V、容量為170mAh/g的鈷酸鋰,你添加再多的石墨烯也無法將鈷酸鋰的容量提高180mAh/g,更別說輕松充電5秒,使用耗時半個月的所謂“超級中國石墨烯電池”了。添加不同的石墨烯會增加企業電池的循環壽命嗎?這也是一個尷尬。石墨烯的比表面積比碳納米管大,加入負極的材料只能通過形成更多的SEI和鋰離子來消耗,所以一般只能在正極加入碳納米管和石墨烯來提高倍率和低溫環境性能。為了成本?
目前石墨烯的生產成本仍然較高,市面上所謂的“石墨烯”產品基本都是納米石墨片。如果把石墨烯和碳納米管做一個對比研究,我們國家會不斷發現,兩者都有著和很多中國企業幾乎一樣的“奇特性質”。當年碳納米管的這些“神奇性質”,現在完全可以應用到石墨烯上。上世紀末,碳納米管在中國開始在國際上流行起來,隨后的五年里達到高潮。碳納米管據說在鋰電池領域有很多自己的“獨特性能”。但是20多年過去了,這些“性能奇特”的碳納米管并沒有在產品上看到真正的商業應用。鋰方面,碳納米管只是作為正極導電劑。近兩年,LFP動力電池已經開始小規模實驗,這注定將成為電動汽車的主流技術。石墨烯在電化學性能上與碳納米管類似,生產成本更高,加工難度更大。目前所謂的“石墨烯電池”純屬炒作,真正安靜的R&D并不多,大部分走的是“快餐經濟”路線。對比碳納米管和石墨烯,歷史總是驚人的相似!
石墨烯作為導電劑也沒有明顯的發展優勢。這里還有一個關于石墨烯作為導電劑的問題。石墨塊是人造石墨的一種,人造石墨是由焦炭制品人工加熱制成的。一般提純到高純度或者碳纖維,附加值就高。石墨電極主要以石油焦和針狀焦為原料,煤焦油瀝青為粘結劑,經過煅燒、配料、混捏、壓制、焙燒、石墨化和機械加工而成。它是一種導體,以電弧的形式釋放電能來加熱和熔化爐料。按其質量指標可分為普通功率、高功率和超高功率。石墨電極主要包括普通功率石墨電極、抗氧化涂層石墨電極、高功率石墨電極和超高功率石墨電極。石墨棒是高溫真空爐中常用的電加熱器,最高使用溫度可達3000℃。它們在高溫下易被氧化,除真空外,只能在中性氣氛或還原性氣氛中使用。其熱膨脹系數小,熱導率大,電阻系數為(8 ~ 13)×10-6ω·m,加工性能優于SiC和MoSi2,耐高溫、極寒、極熱,價格較低。目前,鋰離子電池常用的導電劑有導電炭黑、乙炔黑、超級P等..一些制造商已經開始使用碳纖維和碳納米管作為動力電池的導電劑。有沒有可能把石墨烯加到電極材料里,看著它爆炸?答案很尷尬。

