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石墨烯新型材料亿博备用网站宝的落地应用及市场推广
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    了解石墨烯电池新技术
    发布时间:2017-09-27 13:43:04    点击次数:922次   

    石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的准二维材料,所以又叫做单原子层石墨。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,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性,在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强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”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。


    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亿博备用网站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。新型石墨烯电池实验阶段的成功,无疑将成为电池产业的一个新的发展点。电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛,而目前的电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段,石墨烯储能设备的研制成功后,若能批量生产,则将为电池产业乃至电动车产业带来新的变革。[1] 由于其独有的特性,石墨烯被称为“神奇材料”,科学家甚至预言其将“彻底改变21世纪”。曼彻斯特大学副校长Colin Bailey教授称:“石墨烯有可能彻底改变数量庞大的各种应用,从智能手机和超高速宽带到药物输送和计算机芯片。”最近美国加州大学洛杉矶分校的研究人员就开发出一种以石墨烯为基础的微型超级电容器,该电容器不仅外形小巧,而且亿博备用网站速度为普通电池的1000倍,可以在数秒内为手机甚至汽车亿博备用网站,同时可用于制造体积较小的器件。石墨烯电池微型石墨烯超级电容技术突破可以说是给电池带来了革命性发展。目前主要制造微型电容器的方法是平板印刷技术,需要投入大量的人力和成本,阻碍了产品的商业应用。而现在只需要常见的DVD刻录机,甚至是在家里,利用廉价材料30分钟就可以在一个光盘上制造100多个微型石墨烯超级电容。正是看到了石墨烯的应用前景,许多国家纷纷建立石墨烯相关技术研发中心,尝试使用石墨烯商业化,进而在工业、技术和电子相关领域获得潜在的应用专利。欧盟委员会将石墨烯作为“未来新兴旗舰技术项目”,设立专项研发计划,未来10年内拨出10亿欧元经费。英国政府也投资建立国家石墨烯研究所(NGI),力图使这种材料在未来几十年里可以从实验室进入生产线和市场。中国在石墨烯研究上也具有独特的优势,从生产角度看,作为石墨烯生产原料的石墨,在我国储能丰富,价格低廉。另外,批量化生产和大尺寸生产是阻碍石墨烯大规模商用的最主要因素。利用化学气相沉积法成功制造出了国内首片15英寸的单层石墨烯,并成功地将石墨烯透明电极应用于电阻触摸屏上,制备出了7英寸石墨烯触摸屏。中科院重庆绿色智能技术研究院的研究人员在展示单层石墨烯产品的超强透光性和柔性。由于石墨烯拥有超乎想像的导电能力,石墨烯电池概念成为突破目前电池技术瓶颈的救命稻草。尤其国内电动汽车行业但凡有技术突破都与石墨烯电池挂钩。[2] 随着研究的不断深入,技术难题的接连攻克,应用范围也在不断拓宽,相信石墨烯器件时代已为期不远,现在也可以期待一下这一“21世纪的神奇材料”会带来怎样的惊喜。[3] “石墨烯电池或将引领改革:亿博备用网站10分钟跑1000公里”[4] 报道:西班牙Graphenano公司(一家以工业规模生产石墨烯的公司)同西班牙科尔瓦多大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池,其储电量是目前市场最好产品的三倍,用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里,而其亿博备用网站时间不到8分钟。虽然此电池具有各种优良的性能,但其成本并不高。Graphenano公司相关负责人称,此电池的成本将比锂电池低77%,完全在消费者承受范围之内。此外,在汽车燃料电池等领域,石墨烯还有望带来革命性进步。2016年12月,根据华为中央研究院瓦特实验室最新发布的消息称,华为已经在锂离子电池领域实现重大研究突破,将会推出业界首个高温长寿命石墨烯基锂离子电池。主要特色是借助新型耐高温技术,可以将锂离子电池上限使用温度提高10℃,而使用寿命则是普通锂离子电池的2倍。此外,华为官方人士还表示华为快亿博备用网站池已经商用,并将在本月底推出的超级快充手机。华为石墨烯基电池的突破主要来自三个方面,首先是在电解液中加入特殊添加剂,除去痕量水,避免电解液的高温分解,其次,电池正极选用改性的大单晶三元材料,提高材料的热稳定性;此外,由于采用新型材料石墨烯,可实现锂离子电池与环境间的高效散热 。


    石墨烯亿博备用网站宝发明 十多分钟充满5000mAh电池,了解石墨烯电池新技术


    原理编辑石墨烯电池利用环境热量自行亿博备用网站的试验。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。实验制成电路其中包含LED,用电线连接到带状石墨烯。他们只是把石墨烯放在氯化铜(copper chloride)溶液中,进行观察。LED灯亮了。实际上,他们需要6个石墨烯电路,形成串联,这样就可产生所需的2V,使LED灯发亮,就可以得到这个图片。徐子涵和同事说,这里发生情况就是铜离子具有双重正电荷,穿过溶液的速度约每秒300米,因为溶液在室温下的热能量。当离子猛烈撞入石墨烯带时,碰撞会产生足够的能量,使不在原位的电子离开石墨烯。电子有两种选择:可以离开石墨烯带,和铜离子结合,也可以穿过石墨烯,进入电路。原来,流动的电子在石墨烯中更快,超过它穿过溶液的速度,所以电子自然会选择路径,穿过电路。正是这一点点亮了LED灯“释放的电子更倾向于穿过石墨烯表面,而不是进入电解液。设备就是这样产生电压的,”徐子涵说。因此,这个装置产生的能量来自周围环境的热量。他们可以提高电流,只需加热溶液,也可用超声波加快铜离子。只依靠周围热量,就可以使他们的石墨烯电池持续运行20天。但是,还有一个重要的问号。另一个假设是某种化学反应产生电流,就像普通的电池。然而,徐子涵和同事说,他们排除了这一点,因为进行了几组控制实验。然而,这些是在一些补充材料中介绍的,他们似乎并没有放在arXiv网站上。他们需要赶在别人做出严肃声明之前公开。从表面价值来看,这看起来是一项非常重要的成果。其他人也在石墨烯中产生过电流,但只是让水流过它,所以这并不真的使人吃惊,移动的离子也可以产生这样的效果。这预示着清洁的绿色电池,只依靠环境热量驱动。徐子涵和同事说:“这代表着一个巨大的突破,研究的是自驱动技术”。


    2017环球资源电子展开展期间,东旭光电与倍斯特联合发布了石墨烯基锂离子电池“烯王二代”。


    据悉,这款石墨烯电池在产品性能方面具备15分钟充满5000mAh的效率,电池上限使用环境对比上代产品提高10度,允许在-30度至80度环境下工作。


    电池还使用了二代专用适配器,输出支持5V/5A、9V/5A、15V/5A、16V/4.6A,功率最高80W,同时采用type-c接口配套快充,支持QC3.0、QC2.0及FCP快充协议,兼容性更好。


    外观设计方面,“烯王二代”采用磨砂+亮面设计,还可以变形为护眼LED灯,能续航60小时,另外还拥有OLED显示屏用来显示电量与输入输出电流电压。


    据悉,这款石墨烯亿博备用网站宝可以为笔记本、平板电脑、手机等电子设备亿博备用网站,同时也可以拓展为无人机、电动车、医疗设备亿博备用网站,应用场景广泛。


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