神奇石墨烯技术，让电池安全性能大跃升

斯旺西大学的研究人员与武汉理工大学、深圳大学合作，成功开发了一种用于生产大规模石墨烯集流体的开创性技术。

这一突破能够显著提高锂离子电池（LIBs）的安全性和性能，解决了能源存储技术中的一个关键挑战。

其成果发表在 《自然·化学工程》 上，该研究详细介绍了首个在商业规模上制造无缺陷石墨烯箔的成功方案。这些箔具有非凡的热导率——高达 1,400.8 W m–1 K–1——几乎是锂离子电池中使用的传统铜和铝集流体的十倍。

“这对于电池技术而言是一个重大的进步，”来自斯旺西大学的共同主要作者 Rui Tan 博士说道。“我们的方法能够以一定的规模和质量生产出石墨烯集流体，这些集流体能够轻而易举地整合进商业电池制造当中。这不仅通过有效地管理热量提升了电池的安全性，而且还提高了能量密度和使用寿命。”

在高能锂离子电池（特别是那些用于电动汽车的电池）的开发过程中，最为紧迫的问题之一是热失控——一种危险的情况，即过多热量致使电池出现故障，常常会引发火灾或爆炸。这些石墨烯集流体旨在通过有效地散热以及防止导致热失控的放热反应来降低此类风险。

“我们密集、排列整齐的石墨烯结构为易燃气体的形成构筑了强大的屏障，并阻止氧气渗透到电池单元中，这对于避免灾难性故障至关重要，”来自深圳大学的共同主要作者杨金龙博士解释说。

新开发的工艺不仅是实验室的成功，而且是一种可扩展的解决方案，能够生产长度从几米到几千米的石墨烯箔。在对其潜力的重要展示中，研究人员生产了一条 200 米长、厚度为 17 微米的石墨烯箔。即使弯曲超过 10 万次，这种箔仍保持高导电性，使其成为柔性电子产品等先进应用的理想之选。

这种新方法还允许生产厚度可定制的石墨烯箔，这可能会带来更高效、更安全的电池。

这项创新可能对能源存储的未来产生广泛的影响，特别是在电动汽车和可再生能源系统中，在这些领域，安全和效率显得至关重要。