锂离子电池正在改变世界,让世界变得更好。电动汽车和可再生能源存储的采用是一个更健康的星球的未来,然而,高成本,短寿命和长充电时间已经阻止了锂离子电池的潜力。
图片:(从左到右)戈登·华莱士,大卫·军官,克里斯蒂安·乔丹,乔治·汤姆卡,扎赫拉·沙赫巴齐安,安德鲁·米内特
伍伦贡大学的电子材料研究人员与私人下一代电池材料公司Sicona Battery Technologies之间的研究合作可能是该行业一直在等待的游戏规则改变者,通过改进阳极和阴极的电池材料,在未来创造更便宜、更高效的锂离子电池。
来自ARC电子材料科学卓越中心(ACES),伍伦贡大学和澳大利亚国家制造设施(ANFF)的研究人员,由David Officer教授和Gordon Wallace杰出教授领导,发现了一种新形式的石墨烯,称为边缘功能化石墨烯(EFG)。
这种形式的石墨烯既具有高导电性又可加工性。该材料由纳米微片组成,作为各种电化学器件的有价值的碳添加剂具有优异的潜力。
凭借其独特的性能,EFG已被证明在储能(包括电池和超级电容器)以及用作传感器,增强材料或非金属导体的复合材料中具有很高的实用性。生物医学工程的进一步应用也在研究中。
“像许多材料一样,找到一种方法来利用石墨烯在有用应用中的非凡特性,这在很大程度上取决于使石墨烯可加工,”Officer教授说。
“通过EFG,我们不仅能够创建一种生产独特石墨烯的工艺,该石墨烯可用作粉末,面团,糊状物或分散体,而且我们认为这种工艺具有商业可扩展性。我们的商业合作伙伴Sicona已经认识到了这一点。
研究人员现在正在与Sicona合作,以证明扩大生产规模。Sicona已与伍伦贡大学签署了具有约束力的协议,以收购其与EFG相关的所有知识产权。
Sicona开发用于锂离子电池阳极(负极)和阴极(正极)的下一代电池材料技术,可实现可再生能源的电动交通和存储。
ACES主任Gordon Wallace教授说:”这种材料EFG于2017年在我们的实验室中被发现,此后我们解决了围绕确定其实际含义的基本研究问题,以及同时有助于翻译的问题,包括简化制造过程。
“将惊人的发现从研究实验室带入工业是一个复杂的过程。我们往往没有共同利益,也没有就最佳前进道路达成一致。但出于不同的原因,我们希望为那些可以使用它的人提供伟大的技术,所以每个人都是赢家。
Sicona创始人兼首席执行官Christiaan Jordaan表示:”伍伦贡大学石墨烯知识产权(EFG)将使我们能够通过添加EFG来生产更优质的电池材料,从而增强材料的导电性。这是一个简单且高度可扩展的生产过程,产生了这种独特的EFG材料,我们相信它在快速增长的电池市场中具有光明的未来 – 具有成本效益的大规模合成绝对是成功的关键。
“利用伍伦贡大学的高素质研究人员和世界级实验室将确保我们快速行动,并成功地将这些发明商业化。如果没有伍伦贡大学创新和商业研究部门的持续支持,这一结果就不会发生,他们指导我们一路走来。
创新与商业研究部门的目标是看到基础研究从试点技术演示者到实际应用的转化。与Sicona的协议是伍伦贡大学与行业合作伙伴合作开发革命性产品的完美典范。
该技术正在12个国际司法管辖区申请专利,并将根据与伍伦贡大学的为期2年的研究和合作协议进一步增强,该协议专注于EFG在电池中的工艺放大和应用以及热导性增强剂。
伍伦贡大学副校长(研究与创新)Jennifer L Martin教授说:”David Officer教授和杰出Gordon Wallace教授及其团队的尖端电子材料发现证明了伍伦贡大学致力于解决当今最具挑战性的全球问题。通过促进研究商业化,伍伦贡大学和ACES正在为更美好的世界创造知识,并为澳大利亚创造新的制造和工业机会。
全球锂电池市场正在迅速增长,预计到2040年,超过4TWh(相当于4,000千兆瓦的工厂)的预期电池产量将达到7000亿美元的年市场。
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