小米 10 官方科普：石墨烯在電池技術(shù)上的應(yīng)用突破

熱設(shè)計(jì)網(wǎng) 2020-11-19

小米 10 至尊紀(jì)念版內(nèi)置 4500mAh 電池，支持 120W 有線充電。據(jù)介紹，大功率充電下，小米 10 至尊版電池充放電循環(huán) 800 次后容量保持率≥90%，超出了國(guó)家推薦電池壽命標(biāo)準(zhǔn)。

談及石墨烯在電池技術(shù)上的應(yīng)用時(shí)，曾學(xué)忠表示：

設(shè)計(jì)方案上，經(jīng)過(guò)多應(yīng)用方向探索，他們發(fā)現(xiàn)石墨烯在鋰離子電池正極材料上應(yīng)用具有較大的收益，特別是其二維片層結(jié)構(gòu)可以和活性物質(zhì)實(shí)現(xiàn) “面接觸”，能夠構(gòu)筑整個(gè)電極上的 “長(zhǎng)程導(dǎo)電”，同時(shí)石墨烯電子高度離域，形成較好的能帶結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電率高達(dá) >10°S/m（石墨烯粉末）。

而傳統(tǒng)導(dǎo)電碳黑僅能實(shí)現(xiàn) “點(diǎn)接觸”，需要較大的含量才可形成電子的連續(xù)傳輸。因此，石墨烯具有較低的導(dǎo)電閾值，使用較少量即可極大降低電池的歐姆阻抗，提升充電能力。

另一方面，石墨烯連續(xù)柔性的片層結(jié)構(gòu)能提供連續(xù)導(dǎo)電，在循環(huán)充放電過(guò)程中不會(huì)因活性物質(zhì)的體積變化而逐漸喪失導(dǎo)電接觸，同時(shí)在大電流充電時(shí)，石墨烯較好的導(dǎo)熱性促進(jìn)了顆粒間溫度的均衡，避免活性顆粒局部過(guò)熱導(dǎo)致的壽命衰減，極大的助力了大功率電池循環(huán)壽命的提升。

其次，實(shí)現(xiàn)石墨烯基鋰離子電池技術(shù)量產(chǎn)也具有極大的技術(shù)挑戰(zhàn)。為此，我們必須攻克幾大技術(shù)難點(diǎn)，其中最困難的，也是研發(fā)投入力度最大的就是石墨烯的選型，包括石墨烯的制備，基本材料特征與鋰離子電池快充體系匹配性調(diào)試，運(yùn)輸及存儲(chǔ)條件等難題攻克。

另一層面，在鋰離子電池體系中，配方設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)窗口的探索，石墨烯在活性物質(zhì)中的分散工藝及量產(chǎn)工藝推廣等也困難重重。當(dāng)然，石墨烯基鋰離子電池最終順利落地到小米 10 至尊版，極大的助力了 120W 快充技術(shù)。

石墨烯的應(yīng)用突破將給我們的生活帶來(lái)較大變化，我們期待著更多新材料的應(yīng)用推廣，帶動(dòng)鋰離子電池技術(shù)持續(xù)飛躍。