全面概述石墨烯電池的好處在哪

電池是我們最重要的日常技術(shù)的核心。你的手機(jī)、筆記本電腦，以及最終你的汽車和家庭都依賴于在電池中儲(chǔ)存能量。現(xiàn)在的電池技術(shù)很好，但是石墨烯電池可以解決他們的缺點(diǎn)。

石墨烯到底是什么？

你可能之前在媒體上聽說過石墨烯。每隔幾年，就有令人窒息的預(yù)言，關(guān)于這種神奇的材料將如何改變各種技術(shù)。你可能不知道石墨烯是碳。地球上的生命也是基于地球上極其豐富的元素。

石墨烯是單原子厚的石墨晶格，本質(zhì)上是結(jié)晶碳。這聽起來很奇怪，但你可以用鉛筆和一些膠帶制作石墨烯片。然而，這樣做的諾貝爾獎(jiǎng)已經(jīng)頒發(fā)了。

石墨烯有幾個(gè)特點(diǎn)，使其成為未來技術(shù)的潛在組成部分非常令人興奮。它具有高導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。因此，如果你想高效地輸送電力或熱量，這是一個(gè)很有前途的選擇。

石墨烯還顯示出高水平的硬度和強(qiáng)度。它非常柔韌有彈性。它也是透明的，可以用來從陽光中發(fā)電。

石墨烯很難量產(chǎn)。

這一切聽起來很棒，但有一個(gè)很大的障礙。雖然在實(shí)驗(yàn)室里制作石墨烯片或者小薄片用于研究是很瑣碎的事情，但事實(shí)證明量產(chǎn)很難。如果不是大規(guī)模可靠地生產(chǎn)這種納米材料的挑戰(zhàn)，它已經(jīng)在產(chǎn)品中了。

好消息是，有幾種有前途的大規(guī)模生產(chǎn)方法可以讓石墨烯便宜到足以進(jìn)入大眾市場。石墨烯浸漬纖維現(xiàn)在可以以合理的數(shù)量生產(chǎn)。石墨烯也可以使用溶劑來生產(chǎn)，盡管它們具有很高的毒性。研究人員一直在尋找更安全的溶劑，這似乎也很有希望。

目前，石墨烯通常通過化學(xué)氣相沉積來制造。這里，石墨烯在基底材料上形成一層。問題是石墨烯的缺陷率很高。使用液體(表面完全平坦)作為襯底的新研究可能會(huì)解決缺陷率的問題。那么假設(shè)我們終于破解了石墨烯的量產(chǎn)，為什么還要用在電池上呢？

鋰離子電池有石墨烯不出現(xiàn)的問題。


鋰電池是消費(fèi)電子產(chǎn)品中能量密度最高的。它們使智能手機(jī)、無人機(jī)和電動(dòng)汽車等設(shè)備成為可能。但是，鋰。電池是不穩(wěn)定的，需要大量的安全電路來保持穩(wěn)定。

它們也會(huì)隨著每次充電而變質(zhì)，一次能提供多少電量是有限制的，而且必須慢慢充電，以免電池過熱爆炸。

石墨烯增強(qiáng)電池可以解決或緩解其中的許多問題。在當(dāng)前的鋰電池中添加石墨烯可以顯著提高其容量，幫助其快速安全地充電，并使其在需要更換之前可以持續(xù)更長時(shí)間。

固體電池沒有液體電解質(zhì)。這是位于電池兩端之間的物質(zhì)，可以儲(chǔ)存化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電流。制造用于商業(yè)用途的大規(guī)模實(shí)用固態(tài)電池仍然是一個(gè)正在進(jìn)行的研究目標(biāo)，但石墨烯可能是使固態(tài)電池成為大眾市場現(xiàn)實(shí)的合適候選材料。

在石墨烯固態(tài)電池中，它與陶瓷或塑料混合，以增加通常不導(dǎo)電材料的導(dǎo)電性。例如，科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)建了石墨烯陶瓷固態(tài)電池的原型，可以作為具有揮發(fā)性液體電解質(zhì)的鋰離子電池的安全快速充電替代品的藍(lán)圖。

可以買到的石墨烯電池 (kind)


石墨烯電池聽起來很棒，像科幻小說里的東西。好消息是，你實(shí)際上不必等著體驗(yàn)石墨烯的好處。雖然固態(tài)石墨烯電池還需要幾年時(shí)間，但石墨烯增強(qiáng)鋰電池已經(jīng)投放市場。

比如你可以買一個(gè)Elecjet的阿波羅電池，里面含有石墨烯成分，有助于加強(qiáng)內(nèi)部鋰電池。這里主要的好處是充電速度。Elecjet聲稱它可以在25分鐘內(nèi)充滿電。這些電池只是稍微增強(qiáng)了一點(diǎn)石墨烯，但成本并沒有高到普通消費(fèi)者接觸不到的程度。

在未來幾年，隨著石墨烯生產(chǎn)成本的降低，我們預(yù)計(jì)會(huì)有更多的設(shè)備使用這種神奇的材料來提升鋰電池的性能。不久的某一天，也許固態(tài)石墨烯電池將是儲(chǔ)能的下一次革命。