你是否知道研制高性能锂电池正负电极材料是关键

问：虽然手机、笔记本电脑都用上了锂电池，锂电池电动车也出现了，但是待机时间等还不是令人满意，这是不是说明锂电池的性能还有待进一步提高?

　　刘彦龙：一方面，电子产品特别是手机、电脑的便携化和平板化潮流使我们对电池有了更高的期望，我们总是期望充电更快、容量更足、使用时间更长，而技术的进步总是赶不上用户的要求。另一方面，锂电池的技术进步一直没有停止过，以应用的20年来计，性能已经有了极大的提高。当然，锂电池要想有更大的应用空间，性能必须有更大的提高。以应用在电动汽车上为例，在能量密度上，每公斤汽油可提供约10000瓦时的动力，而目前的每公斤锂电池仅能提供约100多瓦时能量，在续航能力上，汽油轿车加满一箱油约可跑500公里，而目前锂电池车充满电续航能力一般约一二百公里。所以，未来在可接受的成本和安全条件下，开发更高比能量的电池材料。

　　问：要想实现性能上的飞跃，最关键的技术突破是什么，也就是科研上努力的方向是什么?

　　刘彦龙：锂电池充电时，锂离子从正极材料中脱嵌，经过隔膜和电解液，嵌入到负极材料中，放电以相反过程进行。正极、负极、电解液及隔膜等所用的材料决定了充放电等大部分性能，所以说，材料是锂电池之基石，材料体系不同，致使其性能千差万别，探索各组成部分使用新材料来提升锂电的能量转化效率和能量密度是锂电技术突破的重点和方向。

　　问：据报道，美国和我国科学家都把石墨烯材料用到了锂电池上，使锂电池性能获得不同程度提高，这是不是在材料上的突破?

　　刘彦龙：是的，石墨烯是最新的纳米材料，具有高导电性和良好的柔韧性，美国研究人员通过对石墨烯的独特处理，把它用到锂电池负极中，使锂离子电池中的锂离子获得高速率通道的性能，充放电速度比普通的石墨做负极材料的锂电快数倍。但石墨烯的大规模制备和应用仍是难题，成本很高，限制了它在锂电池中的作用。