石墨烯电池,利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。石墨烯电池在饱和氯化铜溶液中,时间(小时、天数)和产生电压的关系。
美国俄亥俄州的Nanotek仪器公司利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出一种新的电池。这种新的电池可把数小时的充电时间压缩至短短不到一分钟。分析人士认为,未来一分钟快充石墨烯电池实现产业化后,将带来电池产业的变革,从而也促使新能源汽车产业的革新。
中文名称 | 石墨烯电池 | 外文名称 | Graphene cell |
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所属 | 新能源电池 | 应用 | 移动设备、航空航天等 |
别名 | 黑金子 | 性质 | 超强透光性和柔性 |
价格 | 约2000元/克 |
随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快,基于目前已有的研究成果,最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。
消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目,成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来市场广阔,作为基础材料的石墨烯前景也被看好。有数据显示2013年全球对手机触摸屏的需求量大概在9.65亿片。到2015年,平板电脑对大尺寸触摸屏的需求也将达到2.3亿片,为石墨烯的应用提供了广阔的市场。韩国三星公司的研究人员也已制造出由多层石墨烯等材料组成的透明可弯曲显示屏,相信大规模商用指日可待。
另一方面,新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。之前美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米图层的柔性光伏电池板,可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本,这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外,石墨烯超级电池的成功研发,也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题,极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。
由于高导电性、高强度、超轻薄等特性,石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。前不久美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器,就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用。
从微观的角度看蓄电池的充放电过程,实际上是一个阳离子在电极中"镶嵌"和"脱离"的过程。所以,如果电极材料中的孔洞越多,则这个过程进行的越迅速。在宏观的角度看则表现为蓄电池充放电的速度越快。
石墨烯的微观构造,是一个由碳原子所组成的网状结构。因为具有极限的薄度(只有一层原子的厚度),所以阳离子的移动所受限制很小。同时正因为具有网状结构,由石墨烯所制成的电极材料也拥有充分的孔洞。
从这个方面看,石墨烯无疑是一种非常理想的电极材料。
位于美国纽约州的伦斯勒理工学院(RPI,Rensselaer Polytechnic Institute)的研究者的研究表明:使用石墨烯作为电池的阳极材料,其充放电速度将超过锂离子蓄电池的10倍。
炭美TM石墨烯系列产品,是由中国科学院山西煤炭化学研究所科研团队提供.该团队自2007年起,开展石墨烯及其相关联材料的基础科学研究,合成与应用技术开发
佰仕通5号镍氢充电电池 ¥ &nb...
锂电池的能量密度在110-150wh/kg而石墨烯超级电容能量密度为现有超级电容的12倍,也就是120wh/kg
提起电动车电池,大家耳熟能详的无外乎这三种电池,铅酸电池、锂电池以及近几年比较火的石墨烯电池。那么,你认为当新国标正式实施后,未来电动车会选择哪种电池?对于这个问题,我们先来看看每种电池的特点。
铅酸电池主要由管式正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽、电池盖、极柱、注液盖等组成。其电极是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸的水溶液。主要优点是电压稳定、价格便宜,缺点是比能低、使用寿命相对较短和需要经常维护。不可否认,以目前市场来看,铅酸电池占据着主导地位。
一般来说,锂离子电池主要包括正极、负极、隔膜和电解液四个组成部分。正极材料一般都是一些富锂的层状化合物,目前常见的商用正极材料主要有钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、磷酸铁锂(LiFePO4)以及三元材料(LiMnxCo1-x-yNiyO2)等。与铅酸电池相比,锂电池相对轻巧,携带方便,能量密度更高,而寿命相对要长很多,但是价格更贵,稳定性差。
所谓的石墨烯电池,可以理解为我们平时说的黑金电池,其是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。作为目前最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。同时,石墨烯聚合材料电池的重量仅为传统电池50%,成本将比锂电池低77%。从性能来看,全石墨烯锂电池充电一次,耗时也不超过10分钟。(一般行业都是直接将电极掺杂的石墨烯的石墨基储能材料直接统称为石墨烯电池,并非全石墨烯)
从特点来看,石墨烯电池的综合性能是最好的,但是为什么没有成为主导呢?石墨烯在电池上的应用,主要是和硅结合在电池负极里面代替原来的石墨,这样可以提升电池的整体容量和充电速度,但性能提升效果有限。另一方面虽然目前,很多企业都推出过黑金电池,但是大多在这一领域处于探索的阶段,而其价格又相对较高,所以这也是其得不到重大应用的原因之一。另外,石墨烯污染较为严重,墨烯生产需要用到大量的硫酸,处理也很麻烦。简单来说,第一,价格;第二,技术;第三,处理麻烦。
我们再看新国标的出台,其对电动自行车速度、重量等都有明确的规定,这意味着大型铅酸电池将逐渐失去市场,而小型铅酸电池短时间内会迎来一定的发展。但随着环保整顿的推进,铅酸电池还会出现向锂电池过渡的情况,而锂电车必然会迎来一波爆发期。又有人会说了,石墨烯电池呢?虽然石墨烯电池拥有很多铅酸电池和锂电池没有的优点,但是,其想成为主导,其技术必须得到突破性的发展。因此,我个人更看好小型铅酸电池和锂电池在未来新国标电动车上的应用。
石墨烯电池
虽然现有的智能手机快速充电技术已经可以大幅缩短充电时间,但技术公司Dongxu Optoelectronics最近所展示的电池技术却更让人惊叹,因为它能够把充电时间进一步降低至15分钟以内。
这家公司号称研发出了世界上首款石墨烯电池,名叫G-King。它的容量达到4800mAh,相比大多数智能手机的容量都要高,更加接近小尺寸平板或便携笔记本,比如11英寸MacBook Air。根据介绍,这块电池在13-15分钟的时间内就能充满电,它的充放电寿命达到3500次,是传统锂电池的7倍。
很显然,石墨烯是G-King所有特色的基础。这种神奇的材料号称有能力对电池技术带来革命性发展。除了制作出更效率的电池,石墨烯还能用来制作柔性显示屏,或是改良心率/指纹传感器。
值得注意的是,这块电池还并没有准备好被应用在实际的电子设备当中,制作公司也并未给出具体的时间计划。
聚碳品牌产品包含:石墨烯粉体、石墨烯涂料、石墨烯电池、石墨烯浆料、石墨烯润滑、石墨烯除臭剂。 2100433B