如何利用石墨烯的特性做出好電池?材料制備是關(guān)鍵
石墨烯的特性
石墨烯是由碳原子組成的六角型呈蜂巢晶格材料,只有一個(gè)碳原子厚度。它發(fā)現(xiàn)于2004年,并獲2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。石墨烯的單原子納米結(jié)構(gòu)賦予它許多無以倫比的獨(dú)特性能,它是迄今發(fā)現(xiàn)的厚度最薄、強(qiáng)度卻最高、結(jié)構(gòu)最致密的材料,并擁有電學(xué)、光學(xué)、化學(xué)等卓越性能,激發(fā)了全球范圍內(nèi)的石墨烯研發(fā)熱潮。它或?qū)⒊蔀楦咚倬w管、高靈敏傳感器、激光器、觸摸屏以及生物醫(yī)藥器材等多種器件的核心材料.
石墨烯是已知的世上最薄、最堅(jiān)硬的納米材料,它幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300 W/m·K,高于碳納米管和金剛石,常溫下其電子遷移率超過15000 cm2/V·s,又比納米碳管或硅晶體高,而電阻率只約10-6 Ω·cm,比銅或銀更低,為世上電阻率最小的材料。因其電阻率極低,電子遷移的速度極快,因此被期待可用來發(fā)展更薄、導(dǎo)電速度更快的新一代電子元件或晶體管。由于石墨烯實(shí)質(zhì)上是一種透明、良好的導(dǎo)體,也適合用來制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽(yáng)能電池。
石墨烯的應(yīng)用
石墨烯是迄今為止世界上強(qiáng)度最大的材料,據(jù)測(cè)算如果用石墨烯制成厚度相當(dāng)于普通食品塑料包裝袋厚度的薄膜(厚度約100 萬納米),那么它將能承受大約兩噸重物品的壓力,而不至于斷裂;第二:石墨烯是世界上導(dǎo)電性最好的材料。
石墨烯的應(yīng)用范圍廣闊。根據(jù)石墨烯超薄,強(qiáng)度超大的特性,石墨烯可被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域,比如超輕防彈衣,超薄超輕型飛機(jī)材料等。根據(jù)其優(yōu)異的導(dǎo)電性,使它在微電子領(lǐng)域也具有巨大的應(yīng)用潛力。石墨烯有可能會(huì)成為硅的替代品,制造超微型晶體管,用來生產(chǎn)未來的超級(jí)計(jì)算機(jī),碳元素更高的電子遷移率可以使未來的計(jì)算機(jī)獲得更高的速度。另外石墨烯材料還是一種優(yōu)良的改性劑, 在新能源領(lǐng)域如超級(jí)電容器、鋰電池方面,由于其高傳導(dǎo)性、高比表面積,可適用于作為電極材料助劑。
個(gè)股點(diǎn)評(píng):
中國(guó)寶安子公司貝特瑞專注于鋰離子二次電池用材料的研究與開發(fā),公司下一代正、負(fù)極材料開發(fā)獲得突破性進(jìn)展,其中硅碳復(fù)合材料較傳統(tǒng)負(fù)極材料能量密度大幅提高,已通過韓國(guó)三星公司的認(rèn)證。公司早前獲得了重要客戶日本松下公司頒發(fā)的“供應(yīng)商金獎(jiǎng)”,為日后更深入的合作奠定了基礎(chǔ)。值得一提的是,公司正在辦理雞西郎家溝石墨礦的采礦證,目前已繳納資源價(jià)款,等待黑龍江國(guó)土資源廳發(fā)證。公司表示,貝特瑞在石墨烯的應(yīng)用研究主要針對(duì)電池材料與觸摸屏,目前貝特瑞粉體石墨烯(1-10層)具備日產(chǎn)1公斤的產(chǎn)能。與此同時(shí),貝特瑞公司已有生產(chǎn)超級(jí)電容器所需的活性炭材料在做產(chǎn)品認(rèn)證。












