鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:721次 | 2021年11月05日
諾獎(jiǎng)得主:“石墨烯電池”為時(shí)尚早
石墨烯電池在目前來(lái)說(shuō)也許存在炒作的嫌疑,但是為了取得一些成就,我們要有一定的遠(yuǎn)見(jiàn)。
昨日,華為公布一款新手機(jī),自稱(chēng)“采用全新的石墨烯電池”。在網(wǎng)路上流傳的文案中,這幾乎是一款革命性產(chǎn)品:“3000毫安的電池5分鐘即可充電至48%。這是我國(guó)乃至全球規(guī)模最大的一次石墨烯商用行動(dòng)……電池革命也許確實(shí)面對(duì)臨界點(diǎn)了?!?/p>
這估計(jì)會(huì)震驚到所有石墨烯的研究者。不久前,在業(yè)界一些私下場(chǎng)合,另一種截然不同的說(shuō)法也是斬釘截鐵:石墨烯電池就是一個(gè)騙局。
2004年,英國(guó)曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫從石墨中剝離出了石墨烯,打破了國(guó)際物理學(xué)界長(zhǎng)達(dá)半個(gè)世紀(jì)的結(jié)論——石墨烯只是假設(shè)性的結(jié)構(gòu),無(wú)法穩(wěn)定存在。石墨烯的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了材料界的一場(chǎng)革命,兩名科學(xué)家也因此獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
十一月十六日,海姆接受南方周末記者專(zhuān)訪,談及石墨烯電池的現(xiàn)狀與前景。據(jù)他介紹,目前約有十家美國(guó)公司和十家歐洲公司在生產(chǎn)不同種類(lèi)的石墨烯。有關(guān)石墨烯在我國(guó)的發(fā)展,海姆相信,“我國(guó)的石墨烯研究,尤其是在應(yīng)用和生產(chǎn)領(lǐng)域,比世界其他國(guó)家是領(lǐng)先的”。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
南方周末:石墨烯可以應(yīng)用在電池領(lǐng)域,一般的做法是在鋰離子電池的正負(fù)極中,添加石墨烯材料。目前我國(guó)的學(xué)術(shù)界和媒體,將這種應(yīng)用了石墨烯的電池稱(chēng)之為“石墨烯電池”,請(qǐng)問(wèn)這一稱(chēng)呼是否準(zhǔn)確?
海姆:實(shí)際上石墨烯電池是一個(gè)龐大的研究課題。我并不清楚大家能不能稱(chēng)其為石墨烯電池。包括我國(guó)研究者們?cè)趦?nèi)的世界科研工作者們,正在集中研究石墨烯是否可以成為鋰離子電池或所謂“超容量電池”的重要成分,所以這仍是正在研究的課題。
另外一方面,人們已經(jīng)將石墨烯加入目前的電池中去,但對(duì)電池性能的提高還非常有限。有些人爭(zhēng)論是提升了2%、3%還是20%,但確實(shí)多少提高了電池的質(zhì)量。尤其考慮到各種不同的電池,不僅僅是鋰離子電池,雖然目前只是小小的提升,但是確實(shí)一個(gè)重要的進(jìn)步。
南方周末:“石墨烯電池”這種概念熱鬧很多年了,你認(rèn)為是什么原因造成國(guó)際上特別是我國(guó)對(duì)這一概念的熱衷?
海姆:就目前石墨烯在電池領(lǐng)域的貢獻(xiàn)來(lái)說(shuō),稱(chēng)其為石墨烯電池確實(shí)不準(zhǔn)確?,F(xiàn)在,石墨烯是一個(gè)輔助的角色。但就像我對(duì)很多研究石墨烯電池的人說(shuō)的那樣,石墨烯電池在目前來(lái)說(shuō)也許存在炒作的嫌疑,但是為了取得一些成就,我們要有一定的遠(yuǎn)見(jiàn)。而在石墨烯研究的學(xué)術(shù)界,大家就有這樣的遠(yuǎn)見(jiàn)。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
我國(guó)未來(lái)的石墨烯電池,可能并不依靠石墨,而重要依賴(lài)石墨烯,他們正在為此努力。我并不會(huì)說(shuō)這是炒作,我更愿意說(shuō)這是像世上很多研究相同具備的遠(yuǎn)見(jiàn)。我個(gè)人并不是從事石墨烯電池研究的,但我相信我的同行,他們了解他們正在做的事情是什么。
南方周末:石墨烯應(yīng)用在鋰離子電池中,有很多方面要考慮,目前有專(zhuān)家認(rèn)為,除了成本高昂外,工藝特性也不兼容。這種技術(shù)是否有前途?
海姆:只有未來(lái)才能告訴我們真正的石墨烯電池是否能出現(xiàn),或者徹底失敗。但像我們正在對(duì)先有電池嘗試的相同,即使我們只是提升比如20%到30%的性能,這也是一項(xiàng)很大的成就,也值得我們現(xiàn)階段所付出的努力。這將提高電腦或者手機(jī)的待機(jī)時(shí)間,這就足夠了,當(dāng)然大家都期待更好的結(jié)果。
南方周末:有些公司已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)這種添加有石墨烯材料的鋰離子電池,目前在測(cè)試階段。距離這種電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,目前要解決什么實(shí)際問(wèn)題?
海姆:對(duì)這一情況我并不是很清楚,實(shí)際問(wèn)題就是保持繼續(xù)努力。在某種程度上,它還是發(fā)揮了一些用途,人們要找到更好的條件和工藝去提高電池的質(zhì)量。
現(xiàn)在唯一要的可能是時(shí)間,從學(xué)術(shù)研究到工業(yè)生產(chǎn)并不是一個(gè)即刻生效的過(guò)程,但從實(shí)驗(yàn)室到廠的橋梁已經(jīng)搭建。目前確實(shí)只是小規(guī)模的生產(chǎn),工業(yè)生產(chǎn)也剛剛開(kāi)始。工業(yè)界對(duì)科研進(jìn)展有敏銳的嗅覺(jué),所以他們會(huì)繼續(xù)研發(fā)。
我認(rèn)為石墨烯成為所有電池的成分只是時(shí)間問(wèn)題,但就像我說(shuō)的,還要看這能否大幅提升電池的性能,僅僅是輔助成分還是會(huì)成為一個(gè)真正的石墨烯電池。目前只是有所提升,讓我們期待更好的結(jié)果會(huì)出現(xiàn)。