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石墨烯電池最新進(jìn)展怎么樣?

石墨烯電池自發(fā)明開始,就備受用戶的高度關(guān)注,認(rèn)為是未來手機(jī)電池,新能源電動(dòng)車的主要流行電池,但是近來石墨烯電池卻冷了下來,這是怎么回事呢?下面就來看看石墨烯電池最新進(jìn)展怎么樣吧。

石墨烯電池

1、石墨烯電池為什么成為備受關(guān)注的電池

(1)集中了鋰電池和超級電容的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)兼具高功率密度和高能量儲(chǔ)存密度的特性,能量密度為160瓦/公斤,功率密度為100千瓦/公斤。

(2)單層石墨材料將具有超過兩倍石墨的理論容量(即〉744mAh/g)。

(3)石墨烯的每個(gè)碳原子均為sp2雜化,并貢獻(xiàn)剩余一個(gè)p軌道電子形成一個(gè)大鍵,電子可以自由移動(dòng),賦予石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性。

(4)電子在石墨烯中傳輸時(shí)不易發(fā)生散射,遷移率可達(dá)200000cm2/(V*s),約為硅中電子遷移率的140倍,其電導(dǎo)率可達(dá)104S/m,是室溫下導(dǎo)電性最佳的材料。

(5)石墨烯的導(dǎo)電性可通過化學(xué)改性的方法進(jìn)行控制,并可同時(shí)獲得各種基于石墨烯的衍生物。

(6)雙層石墨烯在一定條件下還可呈現(xiàn)出絕緣性。石墨烯是已知材料中強(qiáng)度和硬度最高的晶體結(jié)構(gòu)。其抗拉強(qiáng)度和彈性模量分別為125GPa和1.1TPa。石墨烯的強(qiáng)度極限為42N/m2.

(7)石墨烯的室溫?zé)釋?dǎo)率約為5300 W/m-K,高于碳納米管和金剛石,是室溫下銅的熱導(dǎo)率的10倍多。石墨烯的理論比表面積可達(dá)2630m2/g。

2、石墨烯電池被爆冷的原因

(1)近年來有研究發(fā)現(xiàn),如果人類偶然攝入了石墨烯,石墨烯會(huì)切開人體細(xì)胞并破壞其內(nèi)容物。

也就是說,它可能是有毒的。

(2)傳統(tǒng)導(dǎo)電碳/石墨很便宜,都是論噸賣的,而石墨烯太貴。一克上千的價(jià)格,這不是一般企業(yè)能夠承受得了的。而數(shù)年前,石墨烯的價(jià)格曾高達(dá)每克5000元,遠(yuǎn)超黃金價(jià)格,普通消費(fèi)者也難以承受。

3、石墨烯電池的發(fā)展怎么樣

石墨烯的制備技術(shù)發(fā)展

(1)石墨烯微片制備

1859年,Brodie制備了GO溶液,當(dāng)時(shí)稱為石墨酸。

1958年,Hummers發(fā)展了這種方法,目前化學(xué)法制備石墨烯的主流方法。

其他方法:如微機(jī)械剝離法、化學(xué)合成法。

(2)大面積石墨烯薄膜制備

2006年,Berger等人,首次通過加熱Sic,使C原子滲出在(0001)上重新排布生長出了石墨烯。

2008年,Coraux等CVD法以C,Ha為原料在Ir(111)表面外延生長出石墨烯。

2009年,Kim等人采用以C,Ha為原料在Ni(111)表面外延生長出石墨烯。

2012年,成會(huì)明、任文才等間在貴金屬上制備出了1mm2左右的六邊形單晶石墨烯,并實(shí)現(xiàn)了無損轉(zhuǎn)移。

其他方法:靜電自組裝法、旋涂法等

石墨烯做為一種性能優(yōu)異的活性材料大規(guī)模應(yīng)用在鋰離子電池上是時(shí)間問題。

石墨烯應(yīng)用于鋰離子電池的關(guān)鍵問題在于如何降低石墨烯的成本。

尚未解決的理論問題是石墨烯與電解液及電極材料的相互作用問題。

可以重點(diǎn)研究的是石墨烯與正極材料復(fù)合工藝,如何提高復(fù)合的均勻性和吸附性。

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