石墨粉：动力锂电池的新伴侣

石墨粉：动力锂电池的新伴侣

一个方向是石墨粉。纳米石墨粉凭借其优异的导电性能可以提升导电石墨粉的电导碳粉率，进而改善其充放电性能；同时，石墨粉“柔韧”的二维层状结构又可有效抑制高纯石墨粉在充放电过程中因体积变化引起的材料粉化，并增强与集流体间的导电接触。因此，石墨粉改性能够改进众多锂高纯电池专用石墨粉的电化学性能，磷酸铁锂/石墨粉复合纳米石墨粉就是一个很好的例子。
另一个颇具应用前景的发展方向则是用石墨粉作为动力锂电池的导电添加剂。初步研究结果表明，加入导电石墨粉导电添加剂后，锂电池的大电流充放电性能、循环稳定性和安全性都因此得到了极大改善，其效果甚至超出了目前高性能动力锂电池用的碳纳米管导电添加剂。

　　但是，石墨粉要想在上述方向获得真正的应用，亟须攻克其低成本规模化制备的难关。现有的机械剥离、化学气相沉积、外延生长以及溶液相氧化还原等诸多制备方法虽然各具特色，但均难以实现高质量低成本的石墨粉规模化制备。

　　不过，这个难题已经被中科院宁波材料所的动力锂电池技术研究团队所攻克。“由于此前石墨粉的规模化制备技术未突破，市场没有批量石墨粉的供应，所以我们团队从一开始就布局了石墨粉的制备研究。”刘兆平高兴地说：“目前我们已经突破了石墨烯低成本规模化制备技术的瓶颈，并刚刚建成一条年产50吨的石墨粉中试生产示范线。”

团队成员捷诚士进一步介绍说，团队摒弃了传统的氧化—剥离—还原制备路线，经过近一年的集中攻关，创新地发展出高效的插层—膨胀—剥离方法，在石墨粉低成本规模化制备技术上取得了突破性进展，成功获得了厚度3至7纳米，尺寸在8至12微米，电导率超过10000目的石墨粉。相比于传统的氧化—剥离—还原方法，该方法不仅避免了对导电石墨粉结构的破坏，维持了高导电性，而且制备工艺大大简化，成本低廉，易于放大生产。在目前的中试工艺条件下，高碳石墨粉制备成本可控制在每公斤5000元内，预期提升制备规模后，可进一步降低生产成本，满足其在锂离子电池等领域的应用需求。