汽車離用上石墨烯電池還要多久？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-07 22:10
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相比石墨烯，大家可能對石墨更熟悉，傳統(tǒng)的干電池電芯正極、鉛筆芯和潤滑劑都用到了石墨。而石墨烯本質(zhì)上則是分離出來的單原子層平面石墨，簡單來說，石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡就可能是幾層甚至僅僅一層石墨烯。
實(shí)際上石墨烯本來就存在于自然界，只是難以剝離出單層結(jié)構(gòu)。2004年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機(jī)械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，證實(shí)它可以單獨(dú)存在，兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
石墨烯有何特性？
由于是單層原子結(jié)構(gòu)，所以石墨烯只有一個(gè)原子直徑的厚度，即0.335nm，相當(dāng)于一根頭發(fā)的20萬分之一；其電子遷移率約為硅的140倍，砷化鎵的20倍；穩(wěn)定性高，電導(dǎo)率可達(dá)108Ω/ m,面電阻約為31Ω/sq（310Ω/m2），比銅或銀更低，是室溫下導(dǎo)電最好的材料；比表面積大（2630m2/g），熱導(dǎo)率是硅的36倍，砷化鎵的20倍，是銅（室溫下401W·m·K）的十倍多；強(qiáng)度上面積1㎡的石墨烯層片可承受4 kg的質(zhì)量，其強(qiáng)度約為普通鋼的100倍，用石墨烯制成的包裝袋，可以承受大約2噸的重量。
石墨烯有哪些用途？
作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最好的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”。
其優(yōu)質(zhì)特性可用于多個(gè)領(lǐng)域：堅(jiān)固耐磨損的特性可用于防腐保護(hù)膜、良好的導(dǎo)熱性可用于電子設(shè)備散熱、耐高溫激光發(fā)射器、良好的導(dǎo)電性可用于制造更薄更快的晶體管、幫助解決傳統(tǒng)電池容量不足和充電時(shí)間長的問題…石墨烯電池靠譜嗎？
目前市面上大部分所謂的石墨烯電池，都是在鋰電池等電池中通過技術(shù)手段添加一些石墨烯，更多還是作為導(dǎo)電劑提高電池的快充性能，這樣的電池行業(yè)內(nèi)默認(rèn)的叫法是“石墨烯基電池”，而不是“石墨烯電池”。
雖然目前學(xué)術(shù)界并沒有對石墨烯電池做出明確定義，但參考“鋰電池”的定義，石墨烯電池肯定是以石墨烯作為主要的電極材料。現(xiàn)在鋰電池用的各種材料，都是一噸幾萬十幾萬，想想石墨烯堪比黃金的價(jià)格，真的全部做成電極材料誰用的起？
其次，石墨烯雖然對電池容量提升有所幫助，但并不像想象般那么大，用石墨烯做負(fù)極的電池，理論上容量最多是石墨負(fù)極的兩倍，噱頭意義遠(yuǎn)大于實(shí)際效用，實(shí)際上目前各大電池廠都開始用上了硅負(fù)極（如松下的4AH18650）。
清華能源互聯(lián)網(wǎng)某研究員也曾表示，石墨烯本身納米材料的高比表面積等性質(zhì)與現(xiàn)在的鋰離子電池工業(yè)的技術(shù)體系是不兼容的，完全替代的希望十分渺茫。
