圖1 鋰烯電池比容量與循環(huán)示意圖
“千呼萬喚始出來”的石墨烯鋰電池，是如何問世的呢？原因是中國人自己的一個科學發(fā)現(xiàn)導致了一個領域的技術革命。這就是硬幣落地產(chǎn)生的多邊應力連動的二次加力，這一力學原理帶來了智能制造的靈感，產(chǎn)生了Gpa級的超高能沖擊式球磨納米技術，見圖2，原因是采用原創(chuàng)的干法機械剝離石墨烯（以下簡稱機械烯）技術。
圖2 硬幣落地原理發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的原創(chuàng)干法機械剝離石墨烯技術
干法機械烯的特點是：石墨層間的堿金屬不流失、密度大、表面缺陷多、與金屬片可連接成千層餅結構，多層層疊后微孔大增，所以容量高、效率高、壽命長。從圖可以看出石墨烯的層厚分布在0.224-0.952納米之間，其中40%微片進入量子點尺寸，石墨烯外觀表現(xiàn)極不規(guī)則。
圖3 表面皺褶石墨烯原子力顯微鏡測試報告
圖4 納米材料再組裝的微米級石墨烯基35%正極材料“千層餅”微觀層疊結構
最大的優(yōu)點是高性價比。大型機可宏量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本僅幾毛錢1克，使石墨烯天價落地。
鋰烯電池是以石墨烯復合納米材料制成正極，以涂層金屬鋰為負極，再使用陶瓷纖維隔膜，滴防燃爆電解液組成，涂層的鋰片抑制了鋰枝晶的生長，陶瓷纖維隔膜可防止意外的枝晶穿透、防燃爆電解液抑制了起火，爆炸的意外發(fā)生。
圖5 鋰烯的電池結構示意圖
圖6 鋰烯電池正、負極極片圖（上圖為石墨烯基負極、下圖為涂層包覆金屬鋰負極）
以上是2016年研究成果，今年又有了顯著進展，在比容量提升至2700mAh/g以上的同時，也感受到了鋰烯電池的能量還有很大的上升空間。
圖7 2017年鋰烯電池研究成果
正如石墨烯的發(fā)明者和習總書記對其驥以希望的初心，石墨礦藏巨大的中國在新能源時代必將大展宏圖。
新能源關鍵是新材料，誰能掌握新材料，誰就能執(zhí)鋰電市場之牛耳，而機械石墨烯及納米合金新材料最急需是制備關鍵技術及關鍵設備的智能制造平臺。
圖8 納米鋰電池新材料大型生產(chǎn)設備之一
石墨烯剝離機、納米磨天磨及機械制備石墨烯全納米材料電池的量產(chǎn)項目是完全自主創(chuàng)新的新科學發(fā)現(xiàn)、新科學理念、新工藝、新技術、新關鍵制造設備，顛覆人們觀念的方法學突破，機器的力學設計合理，多邊連動，動能巨大，又節(jié)省資源，可將石墨烯剝離，可宏量制造石墨烯，保證新材料的宏量。是裝備制造與新能源納米新材料聚合發(fā)力的制造平臺。
此外，我們在秦皇島同時啟動了回收垃圾廢品制成石墨烯負極，成本可低至幾分錢1克，比容量是碳負極的兩倍，是環(huán)保、新能源、新材料的好項目。希有志同道成為合作伙伴。
