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【韦德1946娱乐】石墨烯电池的成功研发为手机行

2019-12-12 10:01

近几年,智能手机更新迭代的速度太快,手机成为人们生活的必需品。伴随折叠屏手机的出现,消费者对于产品的多样化需求越来越明显。手机厂商将“黑材料”石墨烯作为未来智能手机布局的重点,并围绕其展开石墨烯电池技术的研发工作。

问:石墨烯手机电池还有多久能商用?

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手机厂商为什么看好石墨烯材料?众所周知,石墨烯属于碳素材料,具有卓越的性能优势,如高导热导电性、超轻超薄、电流密度大、载流子迁移率高等,被科学界公认为“黑金”、“神奇材料”等。更为重要的一点,每次出现新的碳素材料,不仅为科学界带来新的研究方向,也为工业界注入创新活力。

2008年来,随着是手机市场的爆炸式增长,使得手机电池受到业内各方的普遍关注。目前,手机电池已经发展了三代,各方正在积极研制第四代手机电池,最典型当属石墨烯电池,它有望成为下一代手机电池。

智能手机领域,石墨烯材料如何发挥自身的性能优势?石墨烯仅是原子层厚的单层石墨晶片,具有超轻超薄的特点。人们将石墨烯与锂离子电池相结合,开发性能稳定的聚合物电池,改善现有电池的局限问题。同时,石墨烯的电流密度大,在充电方面快于普通电池。

第一代镍镉电池,机身的一半被电池所占据,电池重量占到整机的三分之二左右。最显著缺点就是体积大、重量重、携带不便。

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第二代镍金属氢电池,又称“环保电池”。它的电量储备是镍镉电池的1.3-1.5倍。

石墨烯作为锂离子电池的负极材料,应用方面相比普通锂离子电池效果更好,如容量和使用寿命都比之前有所增长,生产成本会便宜;充电速度方面更是比普通锂离子电池快出很多。诸多的性能优势,促使手机厂商去开发石墨烯电池技术,并将其应用在手机领域。

第三代锂离子电池,现在普遍使用的就是这款,较之前两款,锂离子电池具有能量密度高、重量更轻。

石墨烯电池成功研发,除了解决现有手机电池的缺陷问题,还能应用在新能源汽车行业,未来的应用前景非常广阔。对于石墨烯这个能颠覆世界的材料,我们要谨慎对待,推动石墨烯产业化生产发展道路。

实验结果显示,以石墨烯为基础的新型耐高温技术可将锂离子电池上限使用温度提高10℃,寿命是普通锂电池的2倍,充电时达到秒级,可以彻底改变现有生活方式。石墨烯电池虽有多种优势,但是眼下存在商用开发资金不足和使用成本高居不下的问题,石墨烯电池也只是达到概念机阶段,要想达到商用阶段还有很长路要走,保守估计还要五年左右时间。

锂电池发展到现在已经遇到瓶颈,市场和消费者都渴望寻找更好的替代品。而前几年出现的石墨烯材料,用于电池方向能获得比传统锂电池更好的性能。石墨烯电池会取代锂电池吗?石墨烯手机电池还有多久能商用?

先了解下石墨烯电池相关:

2010年石墨烯材料的发现者获得了诺贝尔奖,因此这种新型材料开始被大众所熟知。石墨烯虽然还没有正式大规模商用,但是因为产品的特性很突出,相比锂电池来说在使用时间、充电速度以及能量密度上都更强,而被认为是下一代电池核心材料。具体来说,用石墨烯聚合材料做成的电池,能量密度是市面上锂电池的3倍以上,使用寿命是传统锂电池的2倍,充电速度也远远快于普通锂电池。具备非常强的导电性、导热性、极高的硬度、极强的韧性。

而现在的锂电池,虽然是许多数码产品和汽车的主要电池,但是在续航性能上已经开始有些吃紧,跟不上市场和消费者的需求。以智能手机来说,一款旗舰手机搭载的锂电池容量在3500mAh左右,重度使用下很难做到一天续航。

锂电池并不是没有升级,这些年小幅度的升级被手机芯片性能提升带来的功耗抵消。

石墨烯电池的原理和优势

石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量地穿梭、运动,开发出的一种全新电池。可以让电池容量增加50%左右,哪怕是在60摄氏度的高温环境下仍然可以正常工作。充电速度更快,石墨烯甚至十几分钟就可以充满电,续航能力得到极大的提升。

比起普通的锂电池,石墨烯电池不管是容量方面还是在寿命方面都是普通锂电池的好几倍,然而成本却只是锂电池的四分之一。同样容量的石墨烯电池重量也仅仅是锂电池的一半。

除了手机电池,石墨烯还有望改变目前新能源汽车市场普遍存在的续航焦虑。

目前新能源汽车,大部分都是电动汽车。但是电动汽车最大的问题就是续航和充电问题,目前业内做的比较好的特斯拉也仅仅能达到几百公里的理论续航,无法和汽油车相比。在城市拥堵的道路和低温环境等场景,新能源汽车续航甚至比不上加油汽车。石墨烯电池的出现,就能有很大的改善。

石墨烯电池的优点非常明显,仅仅看优点的话完全可以取代目前的锂电池。

石墨烯电池那么强大,那么为什么还没有出现取代锂电池呢?

原因在于,石墨烯目前依然面临着成本高、研发难度大、量产难度大的一些问题。锂电池虽然续航上不尽人意,但是经过这么多年成熟的发展已经可以大规模、低成本的应用在许多领域。而石墨烯即便在实验室内成功研发,因巨额的产线成本、量产后的品质把控等等一系列原因,都没有办法在短期取代锂电池。

手机发展至今日,锂电池早已不能满足大家对电池的需求,轻薄的手机机身内也无法容纳下更大容量的锂电池,这也是市面上大多数智能手机电池容量只能维持在3000mAh左右的原因。

而作为大家目前比较期待的手机电池替代材料——石墨烯聚合材料电池,能量密度是市面上锂电池的3倍以上,其使用寿命是传统锂电池的2倍,充电速度也远远快于普通锂电池。具备非常强的导电性、导热性、极高的硬度、极强的韧性。

换句话说,如果我们手机中的电池不是锂电池,而是石墨烯聚合材料电池,那么在同样的机身空间内,其容量可从锂电池的3000mAh至少提升至10000mAh,而且你还可以在短短几分钟内完成它的充电,其能量衰减率还远低于锂电池。

虽然石墨烯电池倍受期待,但是真正的高纯度石墨烯电池目前还只存在于实验室当中, 高纯度的石墨烯电池其生产制作工艺、内部构造,与锂电池完全不同。

即便在实验室内成功研发,因巨额的产线成本、量产后的品质把控,与其相关的电源电路管理等等,这些对于厂家来说,都是需要解决的问题。目前依然面临着成本高、研发难度大、量产难度大的一些问题。 而从现状来看,这些都没有得到解决,还无法在短时间内商用。

不过现在已经有一些基于石墨烯材料的锂电池面世。这种电池其本质上还是锂电池,在电池中掺杂了石墨烯材料或是使用石墨烯电极,使其具备更好的散热性、导电性,具备更快的充电速度。

不过三星等很多智能手机品牌,也已经在研发石墨烯电池技术,据悉产品会在2020年前后与大家见面,大家期待吗?

根本无法控制制造工艺,单层石墨烯特性清楚明确,但是怎么能造出多层有序且保持石墨烯特性的主材呢?! 难!未来几十年也做不到!

不可以商用 原因是 多数人都不换手机了

在炒多几年股就出来了请耐心等待

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