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西北大学在石墨烯研究与产业化中取得多项突破

2016-11-22 10:49
吃瓜天狼
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  电池容量增加60-70%,体积缩小2/3,手机待机时间将成倍增加;续航能力超过300公里,使电动汽车全面普及成为可能……记者日前从西北大学石墨烯制备技术与产业应用课题组了解到,团队在石墨烯研究与产业化中取得的多项突破,让这些变化成为可能。

  “这块太阳能电池板正面电极正是使用了团队开发的石墨烯高振实密度银粉而制成。”在西北大学光电技术与纳米功能材料实验室,课题组负责人王惠教授介绍:“该技术制备的银粉材料具有球形度高、分散性好、粒度均一、振实密度高、导电性能优越等特点。”据了解,早在2010年,课题组就成功开发出国内外市场急需的太阳能电池正面电极用高振实密度银粉材料,并通过小试、中试以及工业放大等过程。目前,又在其基础上开发出振实密度接近6g/cm3的银粉材料,达世界先进水平,银粉材料可大大提升太阳能光伏电池转换效率,降低成本。

  大规模制备高质量、大尺寸、低成本的石墨烯是产业化的最大瓶颈。王惠教授说,课题组通过“化学氧化-还原法”,以天然石墨为原料,实现了高性能石墨烯批量制备,批产量达到公斤级,解决了石墨烯制备工艺复杂、能耗高、产率低等缺点,为实现石墨烯大规模和低成本制备提供了基础。

  据介召,锂离子电池电极是石墨烯目前获得应用的一个重要领域,通过引入石墨烯技术,锂离子电池可同时满足电动汽车领域对能量密度和功率密度的要求。截至目前,课题组完成了批量500公斤的石墨烯改性石墨锂电负极材料的工业化放大试验,产品性能达到了国标高性能石墨负极材料指标。同时,实验室制备出多种超过1000mAh/g(毫安时每克,质量比容量单位)石墨烯锂电池负极材料,与国际研究同步。

  石墨烯作为21世纪最受关注的新材料,具有广泛的应用前景,是当前国内外研究热点和竞争焦点。据悉,课题组正在积极搭建平台,推动克容量接近或大于500Amh/g的石墨烯锂电池负极材料在我省尽快产业化。

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