3月27日，據科技日報報道，天津大學(xué)封偉教授團隊通過(guò)含氟自由基切割單壁碳納米管，在世界范圍內首次制備出單層石墨烯納米帶，所申請的國際專(zhuān)利也于近日獲得授權。這是中國科學(xué)家首次通過(guò)一步法獲得單層石墨烯納米帶，其作為原電池正極材料能量密度較進(jìn)口產(chǎn)品可提升30%。
氟化碳是目前世界上理論能量密度最高的原電池固態(tài)正極材料。封偉告訴記者，西方發(fā)達國家一直將高能量氟化碳制備視為核心技術(shù)，嚴禁技術(shù)輸出和公開(kāi)交流。“目前國內廣泛使用的氟化碳材料主要依賴(lài)國外進(jìn)口，嚴重制約了我國相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”
不過(guò)，受自身結構限制，當前國際主流的氟化碳材料也有痛點(diǎn)——它難以實(shí)現“能量密度高”和“功率密度高”的兼顧。2008年，封偉團隊率先提出開(kāi)發(fā)具有獨特結構的新型氟化碳材料，以實(shí)現能量密度和功率密度的“雙高”。歷經(jīng)十余年攻關(guān)，團隊顛覆了現有的基于石墨烯六元環(huán)結構的共價(jià)型氟碳結構，在國際上率先研制出兼具高電壓和高容量的結構型氟化碳材料。經(jīng)實(shí)驗室實(shí)測，這一新材料能量密度達到2738Wh/kg，比國外同類(lèi)產(chǎn)品高30％，達到國際領(lǐng)先水平。同時(shí)，它能在超大放電電流條件下穩定工作。據測算，其成本相比進(jìn)口材料能大幅度降低。“這標志著(zhù)我們突破了發(fā)達國家長(cháng)達數十年的技術(shù)封鎖。”封偉說(shuō)。
目前，團隊已經(jīng)實(shí)現了新型氟化碳材料的穩定小批量生產(chǎn)。
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