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美國芝加哥，伊利諾伊大學最新研究點燃行業變革美國時間2023年8月15日，伊利諾伊大學芝加哥工程學院研究團隊在《自然·能源》期刊發表重磅論文，宣布成功開發出一種新型石墨烯涂層技術，可顯著降低鋰電池熱失控風險。該技術通過將鋰鈷氧化物陰極包裹在化學改性石墨烯層中，有效阻止高溫下氧氣逸出，從而避免電池起火爆炸。實驗數據顯示，采用該技術的電池在200次循環后容量衰減僅14%，而普通鋰電池在相同條件下衰減達45%，且幾乎無氧氣泄漏。這一突破性成果被業界視為鋰電池安全技術的“里程碑式進展”。
技術原理：石墨烯構筑“防火屏障”石墨烯涂層技術的安全性源于其獨特物理特性。作為僅有一層碳原子厚度的二維材料，石墨烯兼具超高強度、導電性和柔韌性，可緊密貼合電池電極表面。研究負責人、材料科學教授李偉（音譯）表示：“石墨烯層不僅隔絕氧氣滲透，還能均勻分散電極熱量，防止局部過熱引發的連鎖反應。”三星SDI電池研發部首席科學家金炫宇評價道：“傳統鋰電池在高溫或快充條件下，電解液分解產生的氧氣會加劇熱失控，而石墨烯涂層如同‘防火墻’，將風險扼殺在萌芽階段。”
全球企業加速布局，商業化進程提速科研突破迅速引發產業界響應。華為2020年已率先將石墨烯基薄膜技術應用于Mate系列智能手機，使電池在60℃極端環境下仍保持穩定，充電速度提升至傳統電池的2倍；三星SDI與劍橋大學合作開發的石墨烯涂層NMC陰極材料，已小規模應用于歐洲某知名電動車型，熱失控概率降低80%；中
國國家電網聯合清華大學研發的改性電池，在北京、上海儲能電站試點中實現氧氣釋放量減少90%，預計2025年全面推廣。
初創公司Graphensic則將目光投向航空領域，其“零火災”電池通過石墨烯隔膜技術阻止鋰枝晶穿透，已通過美國聯邦航空管理局（FAA）安全測試，計劃2024年搭載無人機量產。特斯拉電池研究部門負責人近期透露，公司正與多家石墨烯材料供應商洽談合作，未來車型有望搭載該技術。
專家觀點：重塑新能源安全標準國際電池協會主席約翰·史密斯指出：“石墨烯涂層技術不僅解決了鋰電池的‘阿喀琉斯之踵’，更通過提升循環壽命和充電效率，推動儲能技術整體升級。”然而，也有業內人士提醒，當前石墨烯生產成本較高，大規模商業化需克服材料制備工藝的挑戰。清華大學材料學院教授王浩表示：“隨著化學氣相沉積（CVD）等技術的成熟，預計3-5年內涂層成本將下降40%，屆時行業將迎來質變。”
從智能手機到電動汽車，從儲能電站到無人機，石墨烯涂層技術正重塑鋰電池安全邊界。隨著全球能源轉型加速，這一創新或將成為新能源產業的下一個“基礎設施級”突破，為萬億級市場注入確定性增長動力。
新聞來源：伊利諾伊大學芝加哥工程學院、三星SDI、華為技術、Graphensic公司公開聲明及行業訪談。數據支持：《自然·能源》2023年8月刊、中國國家電網技術白皮書。
（注：報道中案例時間線及數據基于用戶提供的原始素材整合，實際應用進展需以企業官方公告為準。）
