從微觀角度看超威黑金高能量電池

2016年12月15日-16日，在西安召開的“2016年中國國際鉛酸蓄電池高峰論壇”上，超威集團電源研究院院長戴貴平向與會嘉賓詳細介紹了超威黑金高能量電池的相關情況，讓我們從微觀角度了解了超威黑金高能量電池的優(yōu)異性能。

石墨烯材料在鉛極板中的工作原理示意圖

作為一種新型材料，石墨烯在力學、光學、電學、熱學等方面的優(yōu)異特性使它在各個領域均被寄予厚望，其中也不乏電化學領域。石墨烯在電池里的添加方法很多，可以添加在正極或者負極，甚至在電解液中也可以通過添加石墨烯來提升電池的某些性能。

鉛蓄電池技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了100多年，但作為國內(nèi)電池行業(yè)領軍企業(yè)的超威集團，始終在探尋鉛蓄電池的新技術(shù)、新材料。石墨烯材料的出現(xiàn)，讓鉛蓄電池又煥發(fā)出新的生機。超威黑金高能量電池是超威集團于今年2月推出的一款新產(chǎn)品，通過在鉛蓄電池里添加石墨烯成分，實現(xiàn)蓄電池某些性能的提升。

據(jù)戴貴平介紹，超威黑金高能量電池主要是將石墨烯材料添加到正極極板中，達到降低界面阻抗，提高電荷轉(zhuǎn)移效率的作用。戴貴平解釋到，在鉛蓄電池進行電化學反應時，金屬鉛與硫酸溶液之間的界面上會形成很薄的硫酸鉛膜，這層薄膜阻礙電子的轉(zhuǎn)移。在加入石墨烯材料后，硫酸鉛薄膜上會產(chǎn)生間隙，利于電子的快速轉(zhuǎn)移，提高電荷轉(zhuǎn)換效率。同時，界面上的石墨烯材料可以控制硫酸鉛晶體變大，避免負極硫酸鹽化，增加電池的導電性和電化學活性，從而提高電池整體循環(huán)壽命。

戴貴平表示，盡管在鉛金屬中加入石墨烯比較困難，但超威集團已經(jīng)在此項技術(shù)上實現(xiàn)突破。加入石墨烯后，金屬鉛與石墨烯晶粒細小均勻，排列致密，可以有效減少板柵的腐蝕。同時，在進行氧化還原反應時，金屬鉛與石墨烯形成的晶粒電阻比單純的金屬鉛晶粒小很多，因此電流密度也得到大幅提高。

此外，戴貴平介紹，由于金屬鉛質(zhì)地較軟，制成板柵后必須要經(jīng)過3-7天的硬化處理后方可進行下一步工序。而超威集團受到鐵中加入碳材料可提升金屬堅硬程度的啟發(fā)，在板柵中加入石墨烯材料，提升電池板柵的硬度，縮短板柵硬化時間，降低庫存周期，提高資金周轉(zhuǎn)率，切實降低了生產(chǎn)成本。

戴貴平還透露，除了在板柵中加入石墨烯，超威黑金高能量電池還在結(jié)構(gòu)和添加物質(zhì)等方面進行了改進。也正是因為這些改進和創(chuàng)新。讓超威黑金高能量電池在高容量、長續(xù)航里程、抗低溫性、長壽命方面“秒殺”傳統(tǒng)鉛蓄動力電池產(chǎn)品，并實現(xiàn)面市不足一年銷售幾百萬只的成績。