陜建股份(600248.SH)發(fā)布公告，2024年8月，公司及下屬子公司中標(biāo)多項(xiàng)重大項(xiàng)目。中標(biāo)金額5億元以上項(xiàng)目共計(jì)9個。其中金額最大的項(xiàng)目為“年產(chǎn)15GWh石墨烯快充鋰離子短條板電池（EPC）”，中標(biāo)金額15.29億元。
位于菏澤市曹縣的年產(chǎn)15GWh石墨烯鋰離子短條板電池項(xiàng)目，由中科院全資子公司——中達(dá)新能源投資建設(shè)，總投資68億元，畝均投資強(qiáng)度1152萬元，建筑面積37萬平方米。一期6GWh工業(yè)4.0智能化產(chǎn)線于2023年8月開工建設(shè)，預(yù)計(jì)今年底試生產(chǎn)；二期9GWh接續(xù)建設(shè)，預(yù)計(jì)2027年全部投產(chǎn)。全部達(dá)產(chǎn)后，年可實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入220億元，稅收12億元，帶動就業(yè)500人。
本項(xiàng)目由石墨烯及新能源電池領(lǐng)域權(quán)威專家、中達(dá)新能源首席科學(xué)家、哈工大博導(dǎo)——袁國輝教授領(lǐng)銜研發(fā)。關(guān)鍵技術(shù)與中科院、哈工大、中南大學(xué)、廈門大學(xué)合作。項(xiàng)目采用國內(nèi)最先進(jìn)的石墨烯導(dǎo)電膠液導(dǎo)入應(yīng)用技術(shù)，利用石墨烯良好導(dǎo)電性及散熱特性，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品使用時快速充放電效果，延長產(chǎn)品充放電循環(huán)壽命，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)及9項(xiàng)核心技術(shù)，已取得10項(xiàng)國家發(fā)明專利、20項(xiàng)實(shí)用新型專利、1項(xiàng)產(chǎn)品外觀發(fā)明專利，技術(shù)實(shí)力居行業(yè)前列。采用國內(nèi)最先進(jìn)的石墨烯導(dǎo)電膠液導(dǎo)入應(yīng)用技術(shù)，充電速度是市面普通鋰電池充電速度的2倍，達(dá)到國內(nèi)最高水平。目前已與國電投、華能、廣東能源、華潤、粵電力簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。
石墨烯鋰電池項(xiàng)目產(chǎn)品具有以下獨(dú)特優(yōu)勢
一是充電速度快。石墨烯良好的導(dǎo)電特性可改善電極極化，從而降低電芯內(nèi)阻，產(chǎn)品使用時能夠快速充放電，應(yīng)用在新能源汽車中，可實(shí)現(xiàn)每秒1公里的充電速度，是市面普通鋰電池充電速度的2倍，達(dá)到國內(nèi)最高水平。
二是循環(huán)壽命長。應(yīng)用于動力驅(qū)動上，充放電循環(huán) 3000次，容量保持率大于等于80%，優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)；應(yīng)用于儲能上，充放電循環(huán)8000次，容量保持率大于等于80%。
三是穩(wěn)定性強(qiáng)。該項(xiàng)目按照動力電池和儲能電池共用的方式建設(shè)，并采用短條板疊片工藝，可廣泛應(yīng)用于動力驅(qū)動及大型儲能基站。電芯組裝電池模組采用恒溫模式，使電芯具有-40℃至55℃的寬廣工作溫度，確保產(chǎn)品在-20℃低溫環(huán)境正常工作，可為儲能在超低溫地區(qū)的推廣應(yīng)用“破冰”。
四是安全系數(shù)高。本項(xiàng)目產(chǎn)品針刺后無明火、無煙，電池芯表面溫度30℃—65℃。在安全方面，比三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池具有明顯優(yōu)勢。
石墨烯在鋰離子電池正負(fù)極中的應(yīng)用
石墨烯獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能在鋰離子電池中展現(xiàn)出極大應(yīng)用前景，受到了科學(xué)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，涌現(xiàn)了大量的研究工作。目前，石墨烯在鋰離子電池行業(yè)的應(yīng)用已基本明朗。石墨烯可以構(gòu)建正、負(fù)電極中的電子傳輸網(wǎng)絡(luò)，主要用于導(dǎo)電劑和包覆劑，其中直接或與炭黑復(fù)合作為導(dǎo)電劑已獲得工業(yè)化應(yīng)用。
鋰離子電池的負(fù)極主要作為儲鋰的主體，對電池的性能起到了決定性作用。通常通過判定負(fù)極材料是否具有良好的鋰離子傳輸通道和電子傳輸通道來斷定其優(yōu)劣性。石墨烯既具備提供良好電子傳輸通道的能力，又有優(yōu)異的鋰離子傳輸性能。石墨烯不但具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，而且石墨烯的片層間距極小，僅為微納米量級，使得鋰離子的擴(kuò)散路徑較短；石墨烯和鋰離子的結(jié)合又是在石墨烯的整個外表面同時進(jìn)行的，因此提升了傳輸性能。
近年來的研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯不僅在鋰離子電池負(fù)極材料的應(yīng)用中有出色的表現(xiàn)，它還因在二維高比表面積上具備特殊結(jié)構(gòu)而被應(yīng)用于鋰離子電池的正極材料中。石墨烯的該項(xiàng)特點(diǎn)使電子的傳輸能力得到進(jìn)一步提升，從而對正極材料的導(dǎo)電性能進(jìn)行全面改善，并提升了鋰離子的傳輸能力。
鋰離子電池的能量密度由正極材料的能量密度決定，因此正極材料是鋰離子電池各組件單元中非常關(guān)鍵的一部分。橄欖石型LiFePO4是廣泛應(yīng)用的鋰離子電池正極材料，它的理論比容量為170 mAh/g，但因電子電導(dǎo)率低和鋰離子擴(kuò)散等問題限制了其在高倍率方面的應(yīng)用。將其和石墨烯復(fù)合后，石墨烯對LiFePO4表面進(jìn)行全面包裹，利用石墨烯中堅(jiān)韌的網(wǎng)狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)維護(hù)導(dǎo)電性能，從而提升整個材料的導(dǎo)電性能。
參考來源：
大眾日報(bào)，菏澤產(chǎn)業(yè)競速新賽道激活新動能
譚婧，石墨烯納米復(fù)合材料制備及其在鋰離子電池中的應(yīng)用進(jìn)展
柯佳含等，石墨烯在鋰離子電池中的應(yīng)用
宋金聚等，石墨烯在鋰離子電池中的應(yīng)用進(jìn)展
陜西建工集團(tuán)有限公司官網(wǎng)
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