「电池」天天喊石墨烯电池其实都叫错了( 二 ) 石墨烯|材料|技术

迅猛发展的电动汽车和3C电子等移动智能终端应用，要求二次电池具有尽量小的体积和尽量高的体积能量密度。纳米技术使二次电池的质量能量密度和充放电速度大幅提高，但体积能量密度却很难通过纳米化技术提高。杨全红表示，纳米材料的致密化是使电极材料同时具有高的质量和体积性能的必由之路。石墨烯是碳材料的基本结构单元，近期的研究表明，基于胶体化学的石墨烯致密化技术，可以实现多孔碳纳米材料的致密化，就像将膨化食品转化为压缩饼干。这种技术在锂电池中最直接的应用就是，可以实现高性能硅碳电极的致密化，使单位体积锂电池的容量大幅增加，为消除电动汽车的里程焦虑和3C电子等智能终端电池的小型化提供解决方案。这可能成为未来石墨烯在提高锂电池性能方面的重要应用。

可能取代锂电池的技术

当今的移动世界已离不开锂电池。美国阿贡国家实验室能源存储联合研究中心负责人乔治·克拉布特里曾说：“这是有史以来最好的电池技术。 ”不过，许多研究者认为，锂电池的能量密度已经接近其天花板。

那么，未来会有哪些能够取代锂电池的技术？

据《科学美国人》杂志介绍，全球科研工作者正在努力探索不同的技术路线，如锂硫电池、镁电池、空气电池、液流电池等。

2013年，美国化学工程师埃尔顿·凯恩斯基于锂—硫技术研制出一种仅硬币大小的新型化学电池，在美国劳伦斯伯克利国家实验室经历1500次充放电循环后，电池容量只损失一半。据介绍，由于金属锂负极的使用，理论上锂—硫电池能量密度是锂电池的5倍多。制造电池的PolyPlus公司在实践中发现，增加硫和减少电解液会使电池更容易坏掉。不过英国Oxis能源公司看好锂—硫电池的前景，正在努力开发高能量密度且可应用于电动汽车的锂—硫电池。

一些研究者认为，相比锂，下一代电池应该使用更重的元素，比如镁。相比于一价的锂离子，二价的镁离子能携带两个电荷，这意味着可以释放的电能提高了一倍。不过，携带两个电荷的镁离子移动速度缓慢，难以通过电解液和电极，就像是在黏稠的糖浆中穿行。

美国劳伦斯伯克利国家实验室材料科学家克里斯廷·佩尔松和麻省理工学院材料科学家赫布兰德·塞德成立Pellion技术公司研发高容量镁电池。其2013年底公开的一大批专利表明，他们正在研发更开放的电极结构，促进镁离子快速传输。各大电子产品公司包括丰田、LG、三星和日立等，都在研发类似的镁电池。 (采访人员华凌)