为什么石墨烯电池值得我们激动?

石墨烯独特的二维单原子层结构可以扩大电池内部的结构间隔,使锂离子获得高速率通道的可能,从而拥有比普通锂离子电池更好的性能。西班牙科尔瓦多大学的研究数据显示,石墨烯电池的重量只有锂离子电池的50%,储电和续航能力却是锂电池的4倍以上。另外,根据美国伦斯勒理工学院的研究,石墨烯电池的充放电速度是锂离子电池的10倍。

2016年12月1日,国内某手机实验室宣布,石墨烯基锂离子电池取得重大突破,12月底就会有搭载石墨烯电池的手机发布。这预示着石墨烯电池即将从理论概念变成实际应用,进入消费领域。

为什么石墨烯电池值得我们激动?

然而,等等……

石墨烯是什么?

为什么说石墨烯的商用具有重大意义?

石墨烯电池又将有哪些优势?

待科科喵为大家一一揭开这些面纱后

让我们明明白白痛痛快快地

欢欣鼓舞

▷首先,石墨烯是一种从石墨材料中剥离出来的二维材料。

它由纯碳制成,一个个碳原子有序排列形成蜂窝状平面薄膜,只有一个碳原子厚度,所以又叫做单原子层石墨。

为什么石墨烯电池值得我们激动?

▷单原子层的石墨烯到底有多薄呢?

石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。所以当我们用铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是几层石墨烯。

为什么石墨烯电池值得我们激动?

▷石墨烯既是最薄的材料,也是最强韧的材料。

石墨烯的断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时,它的拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料,如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床,重量不足1毫克的石墨烯吊床可以承受1只重达1千克的猫。

为什么石墨烯电池值得我们激动?

▷那么,性能如此优异的石墨烯为何到现在还迟迟未进入商用领域呢?

实际上,石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。直到2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出了石墨烯,这是石墨烯首次单独存在于实验室,两位科学家也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

为什么石墨烯电池值得我们激动?

从实验室到应用领域,科学家们对石墨烯寄予厚望,甚至预言这一“新材料之王”极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命,彻底改变21世纪。

▷那么,当石墨烯遇上手机电池,将出现哪些革新奇迹?

石墨烯独特的二维单原子层结构可以扩大电池内部的结构间隔,使锂离子获得高速率通道的可能,从而拥有比普通锂离子电池更好的性能。西班牙科尔瓦多大学的研究数据显示,石墨烯电池的重量只有锂离子电池的50%,储电和续航能力却是锂电池的4倍以上。另外,根据美国伦斯勒理工学院的研究,石墨烯电池的充放电速度是锂离子电池的10倍

为什么石墨烯电池值得我们激动?

▷这意味着我们可以期待:

  • 石墨烯做的手机电池可以打破手机使用时间的瓶颈

    目前,锂离子电池越来越难以满足消费者的日常需求,很多消费者经常抱怨手机需要一天两充甚至一天三充。而石墨烯电池凭借强大的储电能力,可以极大地提高手机电池的使用时长,并且缩短充电时间。

  • 石墨烯电池可以打破手机设计空间的瓶颈。

    石墨烯电池拥有极高的能量密度,可以用更小的空间提供更多的电量,从而节省了手机的设计空间,使得手机变得越来越纤薄。

  • 石墨烯电池可以打破手机分辨率的瓶颈。

    凭借极高的储电能力和出色的散热性,石墨烯电池可以在提升手机分辨率的同时,提供良好的用户体验,有利于提升手机的视觉效果另外,石墨烯电池还满足了VR对于高分辨率的需求,为手机与VR的结合提供支撑。

本文来自上海市科学技术协会,本文观点不代表石墨烯网立场,转载请联系原作者。

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