石墨烯电池

1. 石墨烯电池

2. 10倍！新型石墨烯让钠电池容量大增 未来或可与锂电池相媲美

  财联社（上海，编辑 黄君芝）讯， 无论是制成特殊泡沫作为热开关，还是与陶瓷混合形成超强的电解质，石墨烯正以一些有趣的方式塑造着电池技术的未来。现在，来自瑞典的科学家又将这种神奇材料应用到可持续的钠电池中，从而让容量比传统钠电池增长了十倍多。
   在改进和创造电池设计的道路上，科学家们被地球中含量丰富的钠所吸引，并把钠看作是目前锂离子电池的优秀替代者。这些钠离子电池的功能很像今天的锂离子电池，通过在液态电解质中的一对电极之间穿梭离子来发电，但就目前而言，它们的性能还不尽如人意。
   部分原因是钠离子比锂离子大，所以它们不能很好地与由石墨烯堆叠层组成的石墨电极融合。通常情况下，当电池在一种称为插层（intercalationintercalation）的过程中循环时，离子会自由地进出石墨电极，但体积较大的钠离子无法有效地储存在结构中。这严重影响了钠离子电池的性能，使其容量达到35 mAh/g左右，是锂离子电池的1/10。
   为了寻找解决这个问题的方法，瑞典查尔莫斯工学院（Chalmers University of Technology）的科学家们转向了一种具有特殊特性的新型石墨烯。该团队的Janus石墨烯是以一位因拥有两张脸而闻名的罗马神名字命名，其特点是只有一面的分子既是间隔物，又是钠离子的活性互动点。
   事实上，在这之前，科学家已经有人将两面性思维应用于所谓的Janus粒子，例如允许球体既吸引又排斥水。在这种情况下，只在石墨烯材料的一个面上发现的分子促进了堆叠片之间的静电相互作用，同时也在它们之间创造了更多的空间，该团队发现这带来了容量的巨大提高。
   该团队成员Jinhua Sun解释说：“我们在石墨烯层的一侧添加了一个分子间隔。当这些层叠在一起时，分子在石墨烯片之间创造了更大的空间，并提供了一个互动点，这导致了容量的大幅提高。”
      据悉，通过使用新型Janus石墨烯代替石墨，科学家们在实验性钠电池中实现了332 mAh/g的容量，比传统设计高出约10倍，接近使用石墨的锂电池容量。这项研究成果已于近期发表在了《科学进步》杂志上。
      研究作者Aleksandar教授说：“当我们观察到钠离子以如此高的容量插入时，这真是令人兴奋。这项研究仍处于早期阶段，但结果很有希望。这表明有可能设计出适合钠离子的有序结构的石墨烯层，使其与石墨相媲美。”

3. 石墨烯电池

4. 什么是石墨烯电池

石墨烯电池，利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。
石墨烯其实就是一种材料，是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，因价格比黄金贵，又被称为黑金。石墨烯电池最大的特点就是循环寿命长，超1300次+，是普通铅酸电池的三倍。另外支持1小时快充80%，这也大大地减少了消费者的充电时间。

石墨烯电池的原理和应用：
石墨烯电池利用环境热量自行充电的试验。实验制成电路其中包含LED，用电线连接到带状石墨烯。他们只是把石墨烯放在氯化铜溶液中，进行观察。LED灯亮了。实际上，他们需要6个石墨烯电路，形成串联，这样就可产生所需的2V，使LED灯发亮。
在化学电池中，化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果，这种反应分别在两个电极上进行。
随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于已有的研究成果，最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。

5. 什么是石墨烯电池？

石墨烯电池说白了其实就是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间有一个能够快速让大量电子穿梭运动的特性，从而开发出新能源的电池。
上面的介绍说白了就是，发现了一种石墨烯的二维平面板，这个板放入锂电池内就可以加快锂离子在电池内部快速运动的特性。所以虽然石墨烯电池与锂电池比较相似，但是两款电池的性能其实是不相同的。

石墨烯电池会比锂电池具有更高的导电效率，石墨烯电池的充放电速度会远远超过锂电池。其导热和散热的性能会更快，也就使得石墨烯电池的使用寿命比例电池会更长。
所以石墨烯电池比锂电池更轻，更薄，也更小，但是它的电容实则比锂电池大很多，由此就会出现充最短时间的电，存更多的电能跑最远的路。这也就说明石墨烯其实比锂电池是更加安全的，不会出现自燃或自爆的现象。因为锂电池目前在这方面来说还是存在安全隐患的，锂电池一旦过热和过度充电，都会导致锂电池内部的化学反应失控。

这么好的石墨烯电池，目前在各国市场上都没有被普及。主要就是因为石墨烯电池的工艺度并不算成熟。也没办法实现大规模的量产，这就是没办法投入市场使用的主要原因。

6. 如何正确的看待石墨烯电池技术

石墨烯电池是未来的发展趋势，石墨烯电池具备很多现阶段电池不能比拟的优点：

一、充电速度快
石墨烯电池可大幅提高充电速度，有媒体报道石墨烯手机电池可在几分钟内充满电。
二、蓄电能力强，续航能力好。
三、体积小，重量轻。
四、使用寿命长，耐久性好
五、化学性能稳定。

7. 什么是石墨烯电池？

1）储电量是目前市场最好产品的三倍。一个锂电池（以最先进的为准）的比能量数值为188wh/kg}而一个石墨烯电池的比能量则超过688wh/kg。
　　2）用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里，而其充电时间不到8分钟。
　　3）使用寿命长。其使用寿命是传统氢化电池的四倍，是慢电池的两倍。
　　4）重量轻。石墨烯的特性使得电池的重量可以减少为传统电池的一半，这样可以提高装载该电池的机器的效率。
　　5）成本低。生产这种电池的公司表示，将来它的成本将比埋电池低77%。

8. 什么是石墨烯电池？

石墨烯电池优点：

1、储电量是目前市场最好产品的三倍。一个锂离子电池（以最先进的为准）的比能量数值为180wh/kg，而一个石墨烯电池的比能量则超过600whkg。

2、用此电池供应电力的电动汽车最多能行驶1000公里，而其充电时间不到8分钟。

3、使用寿命长。其使用寿命是传统氢化电池的四倍，是锂离子电池的两倍。

4、重量轻。石墨烯的特性使得电池的重量可以减少为传统电池的一半，这样可以提高装载该电池的机器的效率。

5、石墨烯相比于传统的电池有着更大更多的优势，在使用寿命上，它的使用寿命是锂离子电池的两倍，是氢化电池的四倍。

6、更快的充电速度，并且在高温下也比锂离子电池更为耐用。



石墨烯电池缺点：

1、目前石墨稀还没达到实用化阶段，离大批量生产还有很长的路要走。

2、市场上这些石墨烯电池也不是纯石墨烯电池，他只是在锂离子电池的基础上掺杂了一些石墨烯的相关的技术，与传统的锂离子电池相比，它带来的性能提升也仅仅只有那么一点点。
再加上石墨烯的成本十分的高昂，它的制造工艺也非常的高，石墨烯电池的制作工艺仍然不够成熟，目前仅处于实验室阶段的它无法达到量产的地步。

3、工艺特性不兼容。就是石墨烯比表面积过大，会对现有锂离子电池的分散均浆等工序带来一大堆工艺问题。假如电池厂调工艺会累死，又没有性能指标突破性进步带来的足够的利润空间驱动。