27日，記者從天津大學了解到，該校封偉教授團隊通過含氟自由基切割單壁碳納米管，在世界范圍內(nèi)首次制備出單層石墨烯納米帶，所申請的國際專利也于近日獲得授權。這是中國科學家首次通過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，嚴禁技術輸出和公開交流。“目前國內(nèi)廣泛使用的氟化碳材料主要依賴國外進口，嚴重制約了我國相關領域的科學研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”
不過，受自身結構限制，當前國際主流的氟化碳材料也有痛點——它難以實現(xiàn)“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發(fā)具有獨特結構的新型氟化碳材料，以實現(xiàn)能量密度和功率密度的“雙高”。歷經(jīng)十余年攻關，團隊顛覆了現(xiàn)有的基于石墨烯六元環(huán)結構的共價型氟碳結構，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)實驗室實測，這一新材料能量密度達到2738Wh/kg，比國外同類產(chǎn)品高30％，達到國際領先水平。同時，它能在超大放電電流條件下穩(wěn)定工作。據(jù)測算，其成本相比進口材料能大幅度降低。“這標志著我們突破了發(fā)達國家長達數(shù)十年的技術封鎖。”封偉說。
目前，團隊已經(jīng)實現(xiàn)了新型氟化碳材料的穩(wěn)定小批量生產(chǎn)。（記者張蓋倫 通訊員焦德芳）