NanoGraf Technologies是一家总部位于美国的电池材料初创公司，前身为SiNode Systems，该公司成立于2012年，目的是将一种最初由西北大学构思的，用于石墨烯增强的新型锂离子电池的硅基负极技术商业化。
鉴于人们对石墨烯增强型电池的兴趣日益浓厚，以及Nanograf在这一领域的进步，Graphene-Info很高兴与Nanograf的首席执行官Francis Wang博士交流了几句话，以更好地了解公司的技术和未来计划。王博士在储能和清洁能源领域的技术创新和商业化方面积累了20多年的经验。在加入NanoGraf Technologies之前，王先生是中国国家清洁能源研究所的创始人兼储能中心主任。他曾在一些全球最大的电池，消费品和能源公司任职，包括金霸王，宝洁，吉列，波士顿科学和神华集团。
问：什么是NanoGraf?(“ Graf”是否来自“石墨烯”?)
答：NanoGraf是一家先进的电池材料初创公司，已为锂离子电池的新型硅基阳极申请了专利，该阳极利用石墨烯克服了硅的传统技术挑战。(阳极是锂离子电池中的带负电的电极。)
无需太费劲，我们已申请专利的创新技术可以为电动汽车，消费类电子产品(如智能手机，智能手表，吸尘器和电钻)和某一天的电网提供功能更强大，寿命更长的电池。
我们获得专利的硅-石墨烯复合材料使锂离子电池的能量密度提高了30%，并且使用寿命延长了30%。举一个真实的例子：今天的电动汽车可以持续充电350英里(563公里)，然后才需要充电。利用我们的技术，相同的电池将为汽车提供460英里(740公里)的动力，考虑到许多消费者对里程的焦虑，这是一个重大改进。
我们正在与美国一些最大的汽车制造商合作，研究和开发下一代电动汽车电池。由菲亚特·克莱斯勒，福特，通用汽车和美国能源部组成的美国高级电池联盟(USABC)为这些工作提供了1,150万美元的资金。有机会与这些公司合作实现使电动汽车对消费者更具吸引力的目标，我们感到非常兴奋。
NanoGraf出生于2012年，来自西北大学和Argonne国家实验室，都具有悠久的材料创新历史。我们的总部仍在芝加哥，在日本设有制造厂，并在硅谷设有卫星办公室。
问：如何使用石墨烯?石墨烯能让您完成什么?
A.基于硅的阳极长久以来被认为作为用于锂离子电池的石墨的替代品。但是，硅基合金在实施时面临一个特殊的挑战，即当带电时它们可以膨胀200%以上。
经过多次充电和放电循环(即膨胀和收缩)后，材料开始破裂，电池性能随后下降。NanoGraf的科学家考虑了石墨烯独特的2D平面几何形状及其恒星的电子特性是否可以实现更高能量密度的硅阳极材料。石墨烯的2D形状和柔韧性可最大程度地减少膨胀和随后开裂引起的表面反应。
问：NanoGraf何时开始使用石墨烯?最初吸引了NanoGraf的石墨烯的特性是什么?
答：我们一直在使用石墨烯从第一天开始。我们的创始团队看到了其在其他行业的优势，并认识到其在电池方面的巨大潜力。尽管石墨烯以其导电性和导热性而闻名，但我们的科学家最初还是被石墨烯的2D片状形态所吸引，该形态可以帮助适应带电时硅的大膨胀。石墨烯片覆盖或包裹硅颗粒，并随着硅的膨胀和收缩而滑动。
问：您能否简要回顾一下电池行业当前使用的负极材料?石墨烯又如何更好?
答：锂离子电池行业目前的阳极技术是石墨，该石墨由许多片石墨烯组成。与石墨烯不同，石墨具有电化学活性，这意味着石墨能够存储电荷。需要明确的是，出于所有实际目的，石墨烯并非用于存储电荷，因此不应视为阳极材料。将来可能会有类似电容器的应用，利用石墨烯作为电极材料，但迄今为止，在电池方面提到石墨烯时，通常是指石墨烯被用作导电添加剂，而不是能量存储手段。
问：行业中是否有人在使用石墨烯?您看到它被更多采用了吗?
一个。工业上还有其他人试图在电池中使用石墨烯，但是，大多数只集中在导电性能上。仅从导电性的角度来看，有便宜的材料(例如碳纳米管)可以提供足够好的解决方案。但是仅利用石墨烯的导电性是没有意义的。NanoGraf一直在利用2D架构和长宽比的石墨烯片来解决由于材料循环而引起的电断开和表面稳定性问题。由于这种体系结构以及薄片之间相互滑动的能力，我们的技术有助于缓解稳定性挑战，并为基础的硅基材料提供更好的保护。如果发挥石墨烯的独特形状，则可以更容易地采用石墨烯，
问：梅赛德斯(Mercedes)最近推出了一种由石墨烯制成的可完全堆肥的电动汽车电池。您对此有何看法?
A.该堆肥“电池”梅赛德斯-奔驰宣布在一月看起来是一个令人印象深刻的壮举。据报道，这种使用有机电池化学，石墨烯和水基电解质的电池可以以对环境安全的方式进行生物降解。它还具有1,200 Wh / L的高能量密度，可以在15分钟内充满电。这些创新如果能够长时间存储电荷，则非常有前途，但必须注意的是，新电池系统/化学仅每隔几十年才会出现一次。
问：是否有主要的电动汽车制造商计划在其电池中使用石墨烯?
答：有传言说特斯拉正在制造石墨烯电池，但没人能证实。
并且有一些初创公司正在致力于制造可用于电动汽车的具有石墨烯成分的电池，但它们似乎还没有达到大型汽车制造商制定实施计划的地步。
问：当前局势对电池行业有何影响?
答：当前局势已成为一个事实，即在美国，我们不再生产某些关键产品。这在药品和呼吸机的生产中非常明显。据估计，许多最受欢迎的处方药中将近80%的基本成分来自中国和印度。
锂离子电池生产的情况与此类似。过去，日本，韩国和中国的生产几乎平均分配。不过，最近已经转移到了中国。如今，约60-70%的锂离子电池是中国制造的。这对中国有利，因为它们很快将成为电动汽车电池的最大生产商和最大消费者。但是对于欧洲或美国而言，这并不好，因为欧洲和美国的电池生产能力几乎不相同，而且与中国政府的关系也不总是友好的，这使经商陷入困境。
美国和欧洲正在努力提高国内储能能力，目的是减少对电池等储能设备的依赖。但是，这些努力需要时间才能取得成果。
问：您对未来五年的NanoGraf技术有何看法?
答：我们的目标是在未来五年内成为全球领先的硅阳极生产商。我们相信，在未来十年中，硅阳极将成为电池性能的主要驱动力，进而成为未来电动汽车和电网规模储能技术发展的主要驱动力。我们的团队正在加班工作，以将我们的想法转变为商业现实，并引领通往更清洁，更可持续发展的世界的道路。