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石墨烯電池最新進展如何?

鉅大LARGE  |  點擊量:6112次  |  2021年08月15日  

摘要
石墨烯電池自發明開始,就備受用戶的高度關注,認為是將來手機電池,新能源電動車的緊要流行電池,但是近來石墨烯電池卻冷了下來,這是怎么回事呢?下面就來看看石墨烯電

石墨烯電池自發明開始,就備受用戶的高度關注,認為是將來手機電池,新能源電動汽車的緊要流行電池,但是近來石墨烯電池卻冷了下來,這是怎么回事呢?下面就來看看石墨烯電池最新進展如何吧。


1、石墨烯電池為甚么成為備受關注的電池


(1)聚集了鋰離子電池和超級電容的優勢,同時兼具高功率密度和高能量儲存密度的特性,能量密度為160瓦/公斤,功率密度為100千瓦/公斤。


(2)單層石墨材料將具有超過兩倍石墨的理論容量(即〉744mAh/g)。

便攜式激光蝕刻機
智能鋰電池,UART通訊

標稱電壓:21.8V
標稱容量:15mAh
電池尺寸:51×80×236mm
應用領域:便攜式激光設備、蝕刻機、打標機

(3)石墨烯的每個碳原子均為sp2雜化,并貢獻剩余一個p軌道電子形成一個大鍵,電子可以自由移動,賦予石墨烯優異的導電性。


(4)電子在石墨烯中傳輸時不易發生散射,遷移率可達200000cm2/(V*s),約為硅中電子遷移率的140倍,其電導率可達104S/m,是室溫下導電性最佳的材料。


(5)石墨烯的導電性可通過化學改性的辦法進行控制,并可同時獲得各種基于石墨烯的衍生物。


(6)雙層石墨烯在一定條件下還可呈現出絕緣性。石墨烯是已知材料中強度和硬度最高的晶體結構。其抗拉強度和彈性模量分別為125GPa和1.1TPa。石墨烯的強度極限為42N/m2.


(7)石墨烯的室溫熱導率約為5300W/m-K,高于碳納米管和金剛石,是室溫下銅的熱導率的10倍多。石墨烯的理論比表面積可達2630m2/g。

無磁低溫18650 2200mAh
-40℃ 0.5C放電容量≥70%

充電溫度:0~45℃
放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃放電容量保持率:0.5C放電容量≥70%

2、石墨烯電池被爆冷的原由


(1)近年來有研究發現,倘若人類偶然攝入了石墨烯,石墨烯會切開人體細胞并破壞其內容物。


也就是說,它可能是有毒的。


(2)傳統導電碳/石墨很便宜,都是論噸賣的,而石墨烯太貴。一克上千的價格,這不是一般公司能夠承受得了的。而數年前,石墨烯的價格曾高達每克5000元,遠超黃金價格,一般消費者也難以承受。


3、石墨烯電池的發展如何


石墨烯的制備技術發展


(1)石墨烯微片制備


1859年,brodie制備了GO溶液,當時稱為石墨酸。


1958年,Hummers發展了這種辦法,目前化學法制備石墨烯的主流辦法。


其他辦法:如微機械剝離法、化學合成法。


(2)大面積石墨烯薄膜制備


2006年,berger等人,首次通過加熱Sic,使C原子滲出在(0001)上重新排布生長出了石墨烯。


2008年,Coraux等CVD法以C,Ha為原料在Ir(111)表面外延生長出石墨烯。


2009年,Kim等人采用以C,Ha為原料在Ni(111)表面外延生長出石墨烯。


2012年,成會明、任文才等間在貴金屬上制備出了1mm2左右的六邊形單晶石墨烯,并實現了無損轉移。


其他辦法:靜電自組裝法、旋涂法等


石墨烯做為一種性能優異的活性材料大規模使用在鋰離子電池上是時間問題。


石墨烯使用于鋰離子電池的關鍵問題在于要怎么樣降低石墨烯的成本。


尚未處理的理論問題是石墨烯與電解液及電極材料的相互用途問題。


可以重點研究的是石墨烯與正極材料復合工藝,要怎么樣提高復合的平均性和吸附性。


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