第5屆鋰電“達沃斯”論壇現(xiàn)場
鋰電“達沃斯”-中國電池網(wǎng)11月23日訊（張倩 梁小婧 廣東汕頭 圖文直播）11月23日，一年一度的全球電池行業(yè)盛會——第5屆中國（廣東·汕頭）鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇（ABEC 2017，鋰電“達沃斯”）在廣東汕頭隆重開幕，來自全球鋰電新能源產(chǎn)業(yè)鏈的礦產(chǎn)資源、正負(fù)極材料、隔膜、電解液、設(shè)備、檢測、電芯制造及組裝（PACK）、電池管理系統(tǒng)（BMS）、新能源汽車、充電樁、儲能等700多位重量級貴賓、行業(yè)企業(yè)家出席。
中國科學(xué)院山西煤化所博士謝莉婧
23日下午，中國科學(xué)院山西煤化所博士謝莉婧在論壇上做了主題演講，分享了《石墨烯與多孔炭的批量制備與超級電容應(yīng)用》，中國電池網(wǎng)摘選了其部分精彩觀點，以饗讀者：
謝莉婧介紹，石墨烯是當(dāng)前社會各界關(guān)注的熱點，自從2004年發(fā)現(xiàn)以來，它已展現(xiàn)出許多優(yōu)異的特性，比如高的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率以及較大的比表面積。石墨烯翻開了二維材料的新篇章，有望帶來能源存儲與轉(zhuǎn)化、電子、航空航天等領(lǐng)域的技術(shù)革命。
石墨烯材料如何制備？“以石墨為原料，通過氧化還原法，就可以實現(xiàn)石墨烯粉體的高效制備。這是一條經(jīng)典的工藝路線，具有剝離效率高、材料比表面積大、過程易放大等優(yōu)點。同時，由于需要經(jīng)過氧化過程，石墨烯表面必然會引入大量含氧官能團，這些官能團在移除后，還會產(chǎn)生晶格缺陷，這都為石墨烯帶來了豐富的表面化學(xué)。”謝莉婧表示，除了官能團和晶格缺陷，石墨烯的片徑和層數(shù)等微觀結(jié)構(gòu)，都會影響它的電子結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電導(dǎo)熱和潤濕等性能。從而決定它在儲能、功能材料和催化等領(lǐng)域的應(yīng)用效果。因此，我們需要深入研究石墨烯的表面化學(xué)，并面向應(yīng)用進行結(jié)構(gòu)和功能調(diào)控。這是石墨烯領(lǐng)域的共性關(guān)鍵科學(xué)問題之一。
謝莉婧提醒，由于石墨烯粉體的密度極低，雖然納米尺度上性能非常優(yōu)異，但在應(yīng)用時卻容易團聚，性能難以發(fā)揮，加工也比較困難。為此，中國科學(xué)院山西煤化所提出兩個解決方案：第一，把石墨烯作為功能填料，通過納米分散和界面調(diào)控，與油墨和高分子基材高效復(fù)合，提升材料性能；另一方面，也可把石墨烯作為基本結(jié)構(gòu)單元，組裝薄膜、泡沫等結(jié)構(gòu)/功能一體化宏觀體材料，并保持其原有的納米效應(yīng)?！?/span>在納米復(fù)合方面，我們突破了石墨烯在液相中的納米分散技術(shù)，將石墨烯分別引入導(dǎo)電油墨和高分子材料中，僅僅微量的石墨烯添加就可以大幅改善材料的力學(xué)、導(dǎo)電和導(dǎo)熱等性能。我們還進一步形成了柔性電子等器件的應(yīng)用示范，這些工作已經(jīng)成為石墨烯復(fù)合應(yīng)用的典型案例。”謝莉婧透露。
據(jù)悉，中國科學(xué)院山西煤化所立足材料化學(xué)與化工學(xué)科基礎(chǔ)，依托煤化所在炭材料領(lǐng)域的深厚積淀，面向石墨烯的批量化制備與應(yīng)用，開展了石墨烯表面化學(xué)與宏觀組裝等共性科學(xué)問題研究。探明了內(nèi)在的反應(yīng)機理，開發(fā)了先進技術(shù)方法，為實現(xiàn)石墨烯的“料要成材，材要成器，器要成用”奠定了基礎(chǔ)，促進了我國石墨烯的產(chǎn)業(yè)化進程。
謝莉婧介紹，目前，中國科學(xué)院山西煤化所正基于二維石墨烯平臺，研究并理解炭材料的表面化學(xué)與宏觀組裝等共性問題，并建立其與應(yīng)用的構(gòu)效關(guān)系，為石墨烯的批量化制備與應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。
未來，中國科學(xué)院山西煤化所將面向超級電容應(yīng)用需求，開發(fā)石墨烯和電容炭規(guī)模化可控生產(chǎn)技術(shù)，形成器件組裝與應(yīng)用示范，實現(xiàn)關(guān)鍵電極材料自主化，從源頭促進性能提升和行業(yè)進步。
(以上觀點根據(jù)論壇現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。)
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