小米黑科技:石墨烯如何助力电池技术发展?

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10月22日 , 小米集团副总裁、手机部总裁曾学忠在微博发文 , 介绍了小米黑科技——石墨烯在电池技术上的应用突破 。
【小米黑科技:石墨烯如何助力电池技术发展?】今年8月发布的小米10至尊版搭载了一颗4500mAh高续航电池 , 并加持120W有线充电 , 实现了23min疾速满充 。 大功率充电下 , 小米10至尊版电池充放电循环800次后容量≥90% , 大大超出了国家推荐电池寿命标准 。
小米黑科技:石墨烯如何助力电池技术发展?文章插图
图片来源:曾学忠微博
强悍的电池表现离不开石墨烯的助力 。 曾学忠介绍 , 经过多应用方向探索 , 小米发现石墨烯在锂离子电池正极材料上应用具有较大的收益 , 特别是其二维片层结构可以和活性物质实现”面接触” , 能够构筑整个电极上的“长程导电”同时石墨烯电子高度离域 , 形成较好的能带结构 , 导电率高达>103S/m (石墨烯粉末) 。
而传统导电碳黑仅能实现“点接触” , 需要较大的含量才可形成电子的连续传输 。 因此 , 石墨烯具有较低的导电阈值 , 使用较少量即可极大降低电池的欧姆阻抗 , 提升充电能力 。
另一方面 , 石墨烯连续柔性的片层结构能提供连续导电 , 在循环充放电过程中不会因活性物质的体积变化而逐渐丧失导电接触 , 同时在大电流充电时 , 石墨烯较好的导热性促进了颗粒间温度的均衡 , 避免活性颗粒局部过热导致的寿命衰减 , 极大的助力了大功率电池循环寿命的提升 。
其次 , 实现石墨烯基锂离子电池技术量产也具有极大的技术挑战 。 为此 , 小米必须攻克几大技术难点 , 其中最困难的 , 也是研发投入力度最大的就是石墨烯的选型 , 包括石墨烯的制备 , 基本材料特征与锂离子电池快充体系匹配性调试 , 运输及存储条件等难题攻克 。
此外 , 在锂离子电池体系中 , 配方设计 , 设计窗口的探索 , 石墨烯在活性物质中的分散工艺及量产工艺推广等也困难重重 。 当然 , 石墨烯基锂离子电池最终顺利落地到小米10至尊纪念版 , 极大地助力了120W快充技术 。
曾学忠表示石墨烯的应用突破将给我们的生活带来较大变化 , 期待着更多新材料的应用推广 , 带动锂离子电池技术持续飞跃 。