你是如何看待石墨烯電池的?

科技前沿熱點


技術雖好,尚未成熟

電池技術沒有突破,因此新的材料成為人們關注的重點。而石墨烯電池似乎有很大的希望能取代現在的鋰電池。石墨烯是什麼新技術?石墨烯材料真能改變我們的生活嗎?石墨烯電池什麼時候能夠取代鋰電池?

先簡單瞭解下石墨烯材料。

石墨烯是一種由單層碳原子構成的蜂窩狀二維晶體,6個碳原子形成一個碳分子,呈六邊形結構,性質很穩定。碳分子再和其它碳分子連接,形成網狀。

其實石墨烯原本就存在於自然界,只是難以剝離出單層結構而已。石墨就是多層石墨烯。石墨很常見,比如大家經常使用的鉛筆芯就是用它做的。

在2004年的時候,英國曼徹斯特大學兩位科學家制作出了石墨烯,主要是從石墨中分離出來的單層材料。這種材料具有很強大的導電、導熱能力,十分結實,又可以拉伸,從各個特性上看都是非常超前的新材料。

石墨烯因為具有優異的電學、熱傳導、阻隔性等材料性能,被稱為“黑金”和“新材料之王”。導電性極好,碳電子在晶體中自由移動,速度高達光速的1/300,這使它成為世界上電阻率最小的材料。電阻小,在電池技術上就是非常好的特性。

理論上,採用石墨烯電池的手機充電幾秒鐘,可連續使用半月;石墨烯電池用於新能源汽車上可以完美解決里程焦慮,充電10分鐘,可行駛1000公里甚至比燃油車還強。

石墨烯的研究和應用:

美國俄亥俄州的Nanotek儀器公司利用石墨烯技術開發出一種新電池,可把數小時的充電時間壓縮至一分鐘內。這有望解決困擾新能源汽車行業的電池技術難題。

2013年初,美國加州大學洛杉磯分校的研究人員開發出一種以石墨烯為基礎的微型超級電容器,不僅外形小巧,且充電速度為普通電池的1000倍,可在數秒內為手機甚至汽車充電!

2015年1月,西班牙Graphenano公司同西班牙科爾瓦多大學合作研究出首例石墨烯聚合材料電池,其儲電量是目前市場最好產品的三倍,用此電池提供電力的電動車最多能行駛1000公里,而其充電時間不到8分鐘!

雖然理論很美好,但是要大規模的使用還沒那麼快。對於目前的石墨烯來說因為一些關鍵技術尚不足夠成熟,已推出的石墨烯相關產品,其效能與石墨烯物理性能的理論值還有很大差距,真正能引發革命的石墨烯產品尚未出現。


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石墨烯電池在概念上有兩類產品,一種是“超級電容”,另一種則是利用石墨烯作為電極材料開發的化學電池。


無論哪一種方案,石墨烯電池在理論研究上都是成立的。

因為石墨烯這種材料就是將石墨分子剝離成單分子的層狀結構,在微觀世界下具有超強的柔性,超高的單位表面積。

但問題在於生產的可行性上。

舉個簡單的例子,給一個樓貼馬賽克不是難題,但是給月球貼馬賽克就是不可能實現的難題。

目前沒有任何工藝可以大規模,高效率的將石墨剝離成單分子的層狀結構。而且這個問題的解決前景並不是很樂觀。


就好像“核聚變”能源一樣,講“可控核聚變”的話題已經有幾十年的歷史,但人類一直沒有找到有效的技術方案實現“可控核聚變”。

因此,石墨烯電池也很有可能是“空中樓閣”。而國內某些廠家聲稱研發成功“石墨烯電池”,例如東旭光電曾經搞了個移動電源“烯王”,這鬼玩意只是在鋰離子電池的隔膜裡面摻加了一點石墨材料,就弄了個唬人的頭號在資本市場上圈錢炒作。而這類產品,並不是真正的石墨烯電池。


從耗子胖成豬


沒有真正發揮石墨烯的作用,它只是充當電極的作用


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