什么是石墨烯 神奇的石墨烯电池靠谱吗

石墨烯2018-01-06 10:53

什么是石墨烯?相比石墨烯,大家可能对石墨更熟悉,传统的干电池电芯正极、铅笔芯和润滑剂都用到了石墨。而石墨烯本质上则是分离出来的单原子层平面石墨,简单来说,石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。

什么是石墨烯 神奇的石墨烯电池靠谱吗

实际上石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在,两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯有何特性?

由于是单层原子结构,所以石墨烯只有一个原子直径的厚度,即0.335nm,相当于一根头发的20万分之一;其电子迁移率约为硅的140倍,砷化镓的20倍;稳定性高,电导率可达108Ω/ m,面电阻约为31Ω/sq(310Ω/m2),比铜或银更低,是室温下导电最好的材料;比表面积大(2630m2/g),热导率是硅的36倍,砷化镓的20倍,是铜(室温下401W·m·K)的十倍多;强度上面积1㎡的石墨烯层片可承受4 kg的质量,其强度约为普通钢的100倍,用石墨烯制成的包装袋,可以承受大约2吨的重量。

什么是石墨烯 神奇的石墨烯电池靠谱吗2

石墨烯有哪些用途?

作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最好的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。

其优质特性可用于多个领域:坚固耐磨损的特性可用于防腐保护膜、良好的导热性可用于电子设备散热、耐高温激光发射器、良好的导电性可用于制造更薄更快的晶体管、帮助解决传统电池容量不足和充电时间长的问题…

石墨烯电池靠谱吗?

目前市面上大部分所谓的石墨烯电池,都是在锂电池等电池中通过技术手段添加一些石墨烯,更多还是作为导电剂提高电池的快充性能,这样的电池行业内默认的叫法是“石墨烯基电池”,而不是“石墨烯电池”。

虽然目前学术界并没有对石墨烯电池做出明确定义,但参考“锂电池”的定义,石墨烯电池肯定是以石墨烯作为主要的电极材料。现在锂电池用的各种材料,都是一吨几万十几万,想想石墨烯堪比黄金的价格,真的全部做成电极材料谁用的起?

其次,石墨烯虽然对电池容量提升有所帮助,但并不像想象般那么大,用石墨烯做负极的电池,理论上容量最多是石墨负极的两倍,噱头意义远大于实际效用,实际上目前各大电池厂都开始用上了硅负极(如松下的4AH18650)。

清华能源互联网某研究员也曾表示,石墨烯本身纳米材料的高比表面积等性质与现在的锂离子电池工业的技术体系是不兼容的,完全替代的希望十分渺茫。

        来源:网络
责任编辑:小张
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