我們離石墨烯電池時代還有多遠? | 台灣精品獎-歷屆得獎名單
2019年12月31日—目前石墨烯電池技術有兩大方向,一是當陽極鑲嵌鋰離子,另一種是當導電劑,當電極材料可算是傳統鋰電池的改良版。傳統鋰電池一直採用多層石墨為鑲嵌 ...
前幾天華為法國分公司在 Twitter 發推文,說明年上半年發表的華為 P40 系列手機將使用石墨烯電池。
消息一出,整個網路掀起一波石墨烯浪潮,大家紛紛討論使用石墨烯電池的手機續航如何強大,石墨烯概念股也一片紅,整個電子業似乎打了興奮劑,所有人都在期待石墨烯時代到來。
但幾小時後華為中國就潑了一盆冷水:「之前華為法國官推發表消息有誤,P40 並沒有搭載石墨烯電池」。雖然證實是假新聞,但石墨烯電池也不是編出來的概念名詞,而是大部分電池能源公司努力的方向。
從 1884 年第一輛實用電動車開始,人們就一直為提高電池容量不懈努力,但從科技樹時間線來看,電池技術一直比其他技術發展更慢。智慧手機出現後,電池續航時間不足對手機的影響愈發明顯,一塊行動電源,成了所有手機用戶的包袱。
為了保障用戶的正常使用體驗,電池廠商也一直改良鋰電池的製程,但電池材料改良的速度遠低於其他元件功耗上升的速度。手機厚度、效能、續航成了不可解決的三元悖論,得到其中兩項就必須捨棄一項。
提升鋰電池能量密度的利器好在石墨烯材料橫空出世,2004 年,英國曼徹斯特大學物理學家安德烈‧海姆和康斯坦丁‧諾沃肖洛夫,成功實驗用膠帶從石墨分離出石墨烯,證實這種萬能材料的存在,兩人也因此獲得 2010 年諾貝爾物理學獎,可見石墨烯對世界的重要性。
狹義來說,石墨烯是碳原子以 sp2 雜化軌道呈蜂巢晶格排列構成的單層二維晶體,廣義來說,10 層內的石墨結構也可稱為石墨烯。這種材料是目前已知世界最薄的材料,單層厚度僅 0.34 奈米。
石墨烯不僅是世界最堅硬、導熱系數最高的材料,也是電阻最小的材料,在常溫下電子遷移率超過 15,000cm2/V·s,是理想的電池材料。
目前石墨烯電池技術有兩大方向,一是當陽極鑲嵌鋰離子,另一種是當導電劑,當電極材料可算是傳統鋰電池的改良版。傳統鋰電池一直採用多層石墨為鑲嵌結構,如果將石墨分成單層結構(石墨烯),當作陽極的鋰電池理...
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