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石墨烯电池的前世今生

2015年11月26日华为发布了Mate8,据说采用了石墨烯电池,可实现快冲和超长续航。

石墨烯电池的前世今生

2016年9月8日东旭光电正式发售石墨烯移动电源“烯王”,据说可在5C条件下,实现15分钟快速充电,循环寿命高达3500次。石墨烯电池的前世今生

2016年菲斯克首次发布旗下纯电动车“Emotion”,亨里克菲斯克对外称EMotion在动力方面采用了石墨烯电池,据称可以实现超长续航和快速充电。石墨烯电池的前世今生

然而,石墨烯电池真的存在吗?还是纯属商业炒作?

自2004年英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和克斯特亚·诺沃消洛夫(Konstantin Novoselov)首次发现石墨烯以来,这种具有多重优良特性的材料受到各个领域的广泛关注,华为公司创始人任正非曾这样描述,“这个时代将来最大的颠覆是石墨烯时代将颠覆硅时代,且未来10年至20年内将爆发一场技术革命”

然而,十多年过去了石墨烯依然未能实现商业化,规模化生产,至于商业化的石墨烯电池更是子虚乌有了。石墨烯只是在理论上能够提高充放电速率,但对于电池容量的提升可谓“微不足道”,炒作成分大于实际意义。此外石墨烯材料本身具有的高比表面积等性质与现在的锂离子电池工业的技术体系是不兼容的,应用的希望十分渺茫。

现在国内在石墨烯应用上纯属概念炒作,真正做石墨烯的企业屈指可数,大多数是挂着羊头卖狗肉。另外,当石墨烯材料在能源领域替代传统碳材料上,优势并不明显,许多都处在实验研究阶段。

现在所谓的“石墨烯电池”并非整个电池都用石墨烯材料制作,而是在电池的电极使用石墨烯材料。

石墨是目前锂离子电池中最常用的负极材料,充电时,Li嵌入到石墨层间形成插层化合物,Li完全嵌入时,每个石墨层都嵌入一层Li,对应化合物LiC6,理论比容量为 372mAh/g。当每片单层石墨都以杂乱无章的方式排列,则在单层石墨的两侧表面都可以结合Li,理论比容量提高了一倍,即 744mAh/g由于石墨烯的缺陷位、片层边缘及石墨烯堆积形成的微孔结构都可以存储Li,因此,在理论上石墨烯电极可能有超过石墨两倍的比容量。

 石墨烯作为锂离子及电子的通路,同时起到了导电添加剂和集流体的作用,可以有效降低电池内阻,提升电池倍率充放电性能和循环寿命,而且电池的弯折对充放电性能没有影响。

 因此,电极采用石墨烯材料后,使电池具备高充放电速率是石墨烯电池具备快速充电的原因,相对于华为、高通、步步高通过大电流密度下充放电实现快速充电的做法,采用石墨烯电极材料实现快速充电并不会像前者那样削减电池寿命。因为石墨烯电池中的储能物质依旧是锂离子,所以石墨烯电池并非像网络流传的那样是对锂电池的颠覆。

 引用了一位清华博士的话:“石墨烯电池这个技术接近于不存在……其噱头意义远大于实用价值……应用的希望十分渺茫”


石墨烯电池的前世今生

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