鉅大LARGE | 點擊量:2848次 | 2019年04月12日
目前炒作的石墨烯電池,不是真正的石墨烯電池
墨烯也是納米技術,而且是納米材料之王。記得上個世紀末納米技術剛剛熱門的時候,只要和納米掛到一起的東西,都會被國人關注炒作,甚至一些阿婆大媽都以為“納米“是可以吃的,對補身體有很大營養(yǎng)幫助,所以一些不良米鋪紛紛打出“納米”來營銷,賺夠了眼神和鈔票。前幾年石墨烯概念剛被普通人知道,很多不良的手機、電動車和電池商家,也紛紛吹噓他們的石墨烯電池或者電動車馬上要上市了,電池容量要翻多少倍了,充電時間要縮短多少等等,幾年過去了,已經風卷云散,手機和電動車電池,依然是鋰電池的天下,中國人喜歡湊熱鬧,企業(yè)愛蹭熱點,沒有幾家真正愿意腳踏實地做科研的,都是期望挨著熱點來炒作自己的品牌,熱點過后,豬八戒還是豬八戒。石墨烯電池這個話題,已經慢慢冷下來了,講白了要真正商業(yè)化,還有非常漫長的路要走,請關注:容濟點火器
石墨烯已經被外國人研究上百年了
早在上個世紀初,X光技術被發(fā)明不久,國外就有人用X光來研究晶體學,接觸到石墨烯了,當時研究的是石墨氧化物紙類的性質。在上個世紀中期,已經有人使用電子顯微鏡拍攝到石墨烯的真實影像。
石墨烯是一種最硬最薄的納米材料,理論上只需要把石墨片剝出一個碳原子厚度的單層就是石墨烯,但是這是多么艱難的一件事情,因為碳原子的半徑才97皮米,不到200皮米,而1納米是1000皮米,這樣碳原子直徑遠遠沒有1納米,大概只有五分之一納米,只有一根人頭發(fā)的20萬分之一,我們常說的納米技術是研究尺寸1-100納米范圍的材料的技術應用,可見石墨烯比普通的納米技術要難很多很多。
100年來,科學家們嘗試使用各種方法來試驗制造石墨烯,但是一直都沒有成功,一直到本世紀初,曼徹斯特大學的一些科學家才真正剝離出來單獨的石墨烯平面來,真正解決了二維層狀材料無法穩(wěn)定的問題,它是電阻率最小的材料,比銀的導電性能更理想,還是完全透明的,比金剛石還硬,因此在很多行業(yè)都可以得到廣泛的應用。
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%
但是電動車和手機的電池容量一直存在痛點,如果石墨烯用來制造超級電容,能量密度會非常高,畢竟它有非常高的表面面積和質量比率,這樣充放電會非???,而且不會爆炸,不怕高低溫影響,理論上是可以替代現在的鋰電池的。這也是石墨烯電池被普通大眾關注的根本,畢竟市場的剛性需求在那里,大家都希望有一種神話的產品能解決鋰電池特點,這也是很多人關注石墨烯電池的核心原因。
目前炒作的石墨烯電池,不是真正的石墨烯電池
真因為石墨烯的很多優(yōu)點,又被非常多人關注成為熱點,因為一些做電池的廠家,在鋰電池里邊摻雜了一點石墨烯,然后對外宣傳他們成功發(fā)明了石墨烯電池了,這個和以往那種“鱉精”差不多,讓一只鱉在一個盆水里邊洗一下,裝到瓶子里邊就可以賣了,接著請一大幫水軍來吹捧,真是讓人無語。
當然,這種摻雜了一點點石墨烯的鋰電池,可以起到導電劑作用,或者是用來改善鋰電池的電機性能,對鋰電池的充放電多少會帶來一點好處,可以讓鋰電池的熱穩(wěn)定性能好一點,壽命會理想一些,但是帶來的性能提升本質上并沒有多少,而且增加了成本,所以市場的價值并不太高。
而且因為石墨烯的高的表面質量比,跟現有的鋰電池生產體系難以兼容,其他材料和它也會互相沖擊,因此這種“自帶光環(huán)的”摻雜的鋰電池,暫時也無法大規(guī)模推廣應用,至于真正的石墨烯電池,如果沒有什么工藝上的突破,恐怕我們要見到它開花落地,也要幾十年后的事情了吧。
石墨烯目前只是實驗室產品
可以想象一下,普通的石墨是塊狀的,要把它剝離出納米薄的單層,簡直是登天還難,實驗室里邊雖然是做出來了,但是剝離的難度太高,所以成本非常貴,目前還看不到量產的希望。
而且理想的石墨烯,完全是二維平面的,實際上加工出來的,因為氧化和還原反應,可能會有一些差異,并不是絕對的平面層,所以也會影響石墨烯的理想性能。
比如目前加工出來的石墨烯透明導電薄膜,導電率還是比較低,而單層的石墨烯,并沒有帶隙,要做出晶體管功能,還比較困難等等。
至于批量生產的真正石墨烯電池或者超級電容,用來替代傳統的鋰電池,恐怕誰也無法說清楚是什么時候的事情,至少要等到石墨烯真正走出實驗室,能在工廠里邊大規(guī)模生產后才可以看到希望了。
石墨烯取代手機用的鋰電池都是遙遙無期,而奢望取代汽車用的鋰電池,恐怕和中國足球拿到世界杯冠軍的時間差不多吧。
因此有人提出石墨烯電池是“騙局”的觀點了,這個雖然有點極端,畢竟是新事物新技術嘛,總要走一段路的,但是也從側面驗證了石墨烯技術落地的艱難性,短期內是不可能實現的。
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