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)計網(wǎng) 2020-11-19

小米 10 至尊紀念版內(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%，超出了國家推薦電池壽命標準。

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

設(shè)計方案上，經(jīng)過多應(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)實現(xiàn) “面接觸”，能夠構(gòu)筑整個電極上的 “長程導(dǎo)電”，同時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 >10°S/m（石墨烯粉末）。

而傳統(tǒng)導(dǎo)電碳黑僅能實現(xiàn) “點接觸”，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)充放電過程中不會因活性物質(zhì)的體積變化而逐漸喪失導(dǎo)電接觸，同時在大電流充電時，石墨烯較好的導(dǎo)熱性促進了顆粒間溫度的均衡，避免活性顆粒局部過熱導(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，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，運輸及存儲條件等難題攻克。

另一層面，在鋰離子電池體系中，配方設(shè)計，設(shè)計窗口的探索，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較大變化，我們期待著更多新材料的應(yīng)用推廣，帶動鋰離子電池技術(shù)持續(xù)飛躍。