誇(kuā)特;石墨烯電池誇特;炒作的真相(xiàng)是什麽
誇特;石墨(mò)烯電池誇特;炒(chǎo)作的(de)真相是什麽(me)
2015年12月中旬,中國科學(xué)院上海矽酸鹽研究所的研究小(xiǎo)組在《科學》雜誌上發表論文,指出其已研製出一種高性能的超電容器電極材料,即氮(dàn)摻雜有序(xù)介孔石墨烯,一些媒體稱讚該材料具有優良(liáng)的電化學(xué)儲(chǔ)能特性。特點,可作為電動汽(qì)車的超級電池,該(gāi)電池最大亮點是充電7分鍾,行駛35公裏。
12月底,華為終端手機產品線副(fù)總裁李長珠在2015年移動智能終端峰會上透露,華為(wéi)可能在2016年下半年使用商用(yòng)石墨烯電池技術。
然而,這一消息隨後被當麵傳開。一些人認為石墨(mò)烯電池的所謂(wèi)商業(yè)用途隻是炒作。另一些人認為(wéi),一些媒體誤解了中國科學院上海矽酸鹽研究所的研(yán)究(jiū)結果,該研究所根本不是一個電池,也不包含石墨烯材料。
據媒體報道(dào),在前一次在日本舉(jǔ)行的研(yán)討會(huì)上,華為展示了使用納米石墨烯的技術,這種技術可以在5分鍾內使3000 mH電(diàn)池充(chōng)滿50%的(de)電能。這種技術可能在明年(nián)下(xià)半年上市。
《中國科學雜誌》的一位記者通(tōng)過這條新聞聯係了華為(wéi)。另一方表示,內部無法提供更多信息,他提供的唯一公開(kāi)信息是,2015年10月23日,華為宣(xuān)布將與曼徹斯特大學合作,研(yán)究石墨烯(xī)應用,開發下一代高性能(néng)ICT技(jì)術,該項目最初是在(zài)計劃兩年研究(jiū)如何將石墨烯的突破應用於消費電子(zǐ)和移動通信設備。
記者注意到,2015年6月,韓國金融雜誌《韓國商業》在其在線版上表示(shì),三星的研究團隊(duì)已經開發出(chū)一項技術,通過(guò)在電池的(de)矽表麵覆蓋石(shí)墨烯,使現(xiàn)有電池的能量密度翻(fān)倍,從而製造(zào)出一種新的矽陰極材料。
上(shàng)海矽酸鹽(yán)研究所(suǒ)的官方網站提(tí)供了(le)以下信息:中國科學(xué)院上海矽酸鹽研究所研究員黃福強領導了一個研究團隊,與北京大學和美國賓夕法尼亞大學的研究人員合作,合成了新型有序(xù)介孔富碳材料。
上海矽酸鹽表示:最新的研究結果表明,這(zhè)種材料的(de)能量密度可以通過擴(kuò)大電(diàn)化學窗口得到更高的能量密度超級電容(róng)器來進(jìn)一步提(tí)高。
據《第一電網》的作者介紹,本論文在《科學》中沒有提到石(shí)墨烯,但(dàn)碳材料和(hé)超級電容(róng)器並沒有被媒體恰當地描述為電池。
實際上(shàng),超級電容器(也稱為電化學電容器)不是電池,而是二(èr)次電池和傳統電容器之間的電化學儲能裝置。在上海矽酸鹽發布的(de)新聞中,從來沒有人認為這是一種電池,更不用說這種電池的最佳效果是充電7分鍾,行駛(shǐ)35公裏,但這種材(cái)料絕對是石墨烯材料。
《中(zhōng)國科學雜誌》聯係(xì)了黃(huáng)福強,他宏觀上回答(dá)說,這種材料(liào)是一種三維結構,含碳量為98%,少於5個(gè)原子層。我(wǒ)們在提交過程中使(shǐ)用了介孔石墨烯這個名(míng)稱,在發表的最後,我們使用了較少的碳。原因是(shì),在提交材料的過程中,我們使用了較少的碳。有人(rén)提出石墨烯是一種二維(wéi)平麵(miàn)結構,並認為它也可以稱(chēng)為(wéi)一種高度石墨化的(de)具有多層結構的三維微孔炭材料,我們可以從不同的角度得出不同的結論(lùn),但實質是相同的。
介孔石墨烯(xī)是石墨烯廣(guǎng)義族中的一種新結(jié)構。氮摻雜後具有良好的三維導電性能和(hé)電化學儲能性能。
記者采訪了複旦大學高分子科學係盧洪斌教授和哈爾濱工業大學化工(gōng)學院(yuàn)應用化學係袁國輝教(jiāo)授。他(tā)們(men)發現他們不同意一些商人和媒體在電池(chí)中使用石(shí)墨(mò)烯材料,並稱之為石墨烯電池。
在電極材料中加入石墨烯後,將電池稱為石墨(mò)烯電池顯然是不合適的。它類似於商業(yè)上以前在塑料中加入納米(mǐ)顆粒製成(chéng)的洗衣(yī)機,被稱為(wéi)納米洗衣機。這顯然(rán)是炒作。陸宏斌說。
傳統電池的命(mìng)名一般遵循正負性活性材料的規律,袁國輝指出,鋰離子電池充放(fàng)電(diàn)時,流化反應是鋰離子在正負性(xìng)材料中嵌入和剝離的貢獻,在電極中加(jiā)入石墨烯時(shí),鋰離子在電池中的遷移率為1.5%。石墨烯的作用是提高電極的(de)導電性。石墨烯雖然能提高電池的性能,但它不是鋰離子(zǐ)電池正極和負極的活性材(cái)料。
因此,他們認為鋰離子(zǐ)電池應該稱為鋰離子(zǐ)電池,或石墨烯改性鋰離子電池(chí)最多。
石墨烯(xī)電池應為(wéi)高性能電池,通過添加石墨(mò)烯,可顯(xiǎn)著提(tí)高鋰電池的充電速度、循環穩定性、使用壽命甚至能量密度。最好有明確的技術參數作為參考,隻有用(yòng)石墨烯的名稱來提高產品的知名度或關注度,才能增加銷(xiāo)量,這可能會產生誤導。
盡管石墨烯電池這個詞相當自以為(wéi)是,但業內專家對石墨烯(xī)材料在電池中的應用,特別是在電極上的應用(yòng)持樂觀態度。
目(mù)前(qián)工業上使用的富鋰(lǐ)陰極材料導電性差,對電極極為不利,為了提高陰極(jí)的導(dǎo)電性,通常在陰極(jí)顆粒表麵沉積碳塗層等(děng)導電層,並加入導電添加劑。提高陰極的導(dǎo)電性,電極的導電性對電(diàn)池的充電速(sù)度、循(xún)環穩定性和使用壽(shòu)命有著決定性的影響(xiǎng)。導電性差(chà)也會增加電池的發熱量,加(jiā)速電池(chí)性能的惡(è)化。
因(yīn)此,通過在陰極材料中加入(rù)石墨烯來提高電極的電荷轉移效率和熱轉移效率已經(jīng)做了大量的工作,石墨烯是一種具有單個碳原(yuán)子厚度的二維碳膜,其中碳原子之間存在共軛(è)結構,其中碳原子與碳原子之間存在共軛結構。由於石墨烯具有快(kuài)速遷移的特性,因(yīn)此也為其它新型電極材料的(de)開發提供了可能。
當談到石墨(mò)烯和電池的結合和商業用途(tú)時,人們最關心的是技術、成(chéng)本等問題是否得到了解決。
在2015年北京測試服務發展高峰論壇的間隙,一(yī)位從事新材(cái)料測試的人士告訴《中國科學雜誌》,目前國內外石墨烯(xī)電池沒有具體(tǐ)的參數標準,他了解到早期研發成本巨大。,性能價格比僅針對手機電池和其(qí)他產品進行評估。
盧洪斌還提到(dào)了成本效益問題,他認為石墨烯(xī)改性電池,包括鋰離子電池,在不久的將來仍很有可能商業化(huà),關鍵(jiàn)是提高成本性能比,現有(yǒu)電池技(jì)術迫(pò)切需要解決充電速(sù)度、耐久性等問題。e裏(lǐ)程、穩(wěn)定性和循環壽命。石墨烯的獨特特性可以(yǐ)提供新的(de)解決方案和途(tú)徑。
袁國輝質疑石墨烯技術在消費(fèi)類電子產品鋰離子電池中的應用(yòng)意義不大(dà),因為石墨烯技術在改善小型消費類電子電池的性能和容量方麵的作用(yòng)有(yǒu)限,快速(sù)充電方式本身也會影響電池的壽命,他(tā)更喜歡石墨烯。e為新能源汽車(chē)等鋰離子電池提供動力的(de)材料和技術帶來重大變化。
記(jì)者了解到,石墨烯技術在電池中的商(shāng)業應用有兩(liǎng)個關鍵突破:一是優化石墨烯的結構和石墨烯的使用,使現有鋰電池的性能有一定的提高;二(èr)是尋找新的活(huó)性(xìng)材料,或實現雙重性能。基於新原理的儲能設備。
石墨烯技術在電池中(zhōng)的大(dà)規模商業應用仍(réng)然需要一個推廣過程(chéng),一些電池製造商也需要驗證石墨烯(xī)技術。一旦被接受,現有(yǒu)生(shēng)產線的(de)改(gǎi)造將需要時間,但袁指出,2016年(nián)將是石(shí)墨(mò)烯(xī)技術應用於電池的第一年。
此外,有傳言說(shuō),西班牙科爾瓦多大學與一家公(gōng)司合作開發的石墨烯電池預計充電(diàn)8分鍾,行駛1000公裏,石墨烯產業聯盟在聽到這一消息後,還前往該組織參加了全球能源研究組織國際會議,進行了驗證。阿芬在歐洲舉行。然而,研究發現,這些信息(xī)主要是基於實驗室的結果。該技術是否具有公開的性能尚未在(zài)實踐中得到證實。
根(gēn)據實驗室的一些結果,使用效果的計算反映了人們的(de)迫切願望,但需要驗證一係列的問題,如安全性(xìng)、使用穩定性和循環壽命(mìng)等,陸宏斌強調石墨烯的迅速(sù)發展必然會加速儲能設備技術的發展,包括鋰離子電(diàn)池。
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