石墨烯电池的现状与发展可行性

纵观中国与世界,石墨烯产业化与材料革命正处于突破的前夜。虽然目前石墨烯的应用还没有大规模投入市场,也有风险和不确定性,但未来的发展潜力和威力巨大。由于铅酸电池市场体量巨大,石墨烯在该领域的前景十分广阔。

石墨烯:

石墨烯电池的现状与发展可行性

它是由碳原子紧密堆积而成的二维晶体,是目前已知的最薄也最坚硬的纳米材料,具有超薄、超轻、超柔韧、超高强度、超强导电性、优异的导热和透光性等特性,集透光性好、导热系数高、电子迁移率高、电阻率低、机械强度高等多种优异性能于一身,在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等诸多领域有着广阔而巨大的应用潜能,是主导未来高科技竞争的超级材料,被称为“黑金”、“新材料之王”。

石墨烯电池:

石墨烯电池的现状与发展可行性

石墨烯电池,利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。新型石墨烯电池实验阶段的成功,无疑将成为电池产业的一个新的发展点。电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛,而电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段,石墨烯储能设备的研制成功后,若能批量生产,则将为电池产业乃至电动车产业带来新的变革。

石墨烯电池的原理:

石墨烯电池的现状与发展可行性

铜离子具有双重正电荷,穿过溶液的速度约每秒300米,因为溶液在室温下的热能量。当离子猛烈撞入石墨烯带时,碰撞会产生足够的能量,使不在原位的电子离开石墨烯。电子有两种选择:可以离开石墨烯带,和铜离子结合,也可以穿过石墨烯,进入电路。流动的电子在石墨烯中更快,超过它穿过溶液的速度,所以电子自然会选择路径,穿过电路。正是这一点点亮了LED灯“释放的电子更倾向于穿过石墨烯表面,而不是进入电解液。设备就是这样产生电压的。

石墨烯电池的现状:

石墨烯电池的现状与发展可行性

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯电池行业发展趋势分析,我国石墨烯产业起步较早,产业链初步形成,整体呈现出蓬勃发展的势头。下游生产企业已经有能力参与到全球石墨烯市场的竞争,并在石墨烯的研究和生产等方面取得较为领先的优势,是我国为数不多的能与国际先进国家基本处于同步阶段的新型产业。

从石墨烯发展现状来看,截止目前,全球约有80多个国家和地区开展石墨烯研究,总体上,前期世界各国的支持政策主要集中在石墨烯基础研究,重点开发石墨烯的制备技术等;当前大多集中在石墨烯产业链中游,以石墨烯功能器件研发为主,重点推动石墨烯产业向下游转移;预计未来 5 到 10 年,各国对石墨烯行业的支持仍将集中在石墨烯中游产业链,以进一步加快石墨烯产业化。

石墨烯电池发展可行性:

石墨烯电池的现状与发展可行性

纵观中国与世界,石墨烯产业化与材料革命正处于突破的前夜。虽然目前石墨烯的应用还没有大规模投入市场,也有风险和不确定性,但未来的发展潜力和威力巨大。由于铅酸电池市场体量巨大,石墨烯在该领域的前景十分广阔。

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