手机电量可以增加4倍?天津大学搞出新款电池

 新闻资讯     |      2019-04-14 23:55
    近日,天津大学传出好事,该校封伟教授领衔其团队成功通过含氟自由基切割单壁碳纳米管配置出单层石墨烯纳米带,并已经获取国际专利授权,这种新型材料的能量密度高达每千克2738瓦特小时,这相当于手机电量提高了4倍多,如果你现在的手机是4000毫安,到时候就能达到20000毫安,同时还比国外同类产品高出30%,这意味着不仅成功突破此前国外的技术封锁,还反超了30%,中国科研人员的卓越成就,值得我们为之点赞.
 

    不过说到这里,可能一些观众已经被这花里胡哨的专业名词搞晕了,璐璐在这里给大家通俗的讲一下,这一项科技突破,意味着我们日常使用的电池,将迎来一场宏大的技术进化,说白了,就是我们的手机电池在尺寸不变的前提下,可以充进去更多的电量.
    如今的智能手机硬件实力与日俱增:处理器越发能打,屏幕分辨率越来越高,拍照效果越来越美,唯独一个部件:电池,多少年过去了,发展依旧缓慢,一直没什么实质进步,功能机时代尚且察觉不到,直到进入智能机时代之后,我们才发现电池有多不耐用,给手机一天一充电已经成为许多人的日常,一些重度手机用户甚至还要随身携带一块充电宝才够用,真的是相当麻烦了.
    手机电池性能进一步提升
    要知道,纵使你有多快的闪充,可电池就那么大一块,再大手机就得放大,所以想要改善这个问题,只能从电池的材料以及能量密度上面下手.
    其实科学家早都已经发现比当前石墨能量密度高10倍的材料了,那便是硅胶,打个比方说现在的石墨电池能够撑一天,那么硅胶电池就可以撑10天,的确提升非常大,但是硅胶却存在严重的安全隐患,因为当电池在进行充电放电的时候,石墨做的电池体积大概会膨胀或者收缩10%,而如果换做硅胶,这个数字就会变成300%,试想一下你的手机被胀大300%是个什么样的场景.
    所以说,至少目前为止,我们能继续挖掘石墨电池的能量密度,这次封伟教授及其团队如果成功将这项技术扩大生产,届时,不仅仅是手机续航将提升到一个新的境界,包括现在备受续航困扰的电动四轮车也将迎来一个新时代.

    石墨电池的原理

    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由于其独有的特性,石墨烯被称为"神奇材料",科学家甚至预言其将"彻底改变21世纪".曼彻斯特大学副校长Colin Bailey教授称:"石墨烯有可能彻底改变数量庞大的各种应用,从智能手机和超高速宽带到药物输送和计算机芯片."最近美国加州大学洛杉矶分校的研究人员就开发出一种以石墨烯为基础的微型超级电容器,该电容器不仅外形小巧,而且充电速度为普通电池的1000倍,可以在数秒内为手机甚至汽车充电,同时可用于制造体积较小的器件.
 
    微型石墨烯超级电容技术突破可以说是给电池带来了革命性发展.主要制造微型电容器的方法是平板印刷技术,需要投入大量的人力和成本,阻碍了产品的商业应用.而只需要常见的DVD刻录机,甚至是在家里,利用廉价材料30分钟就可以在一个光盘上制造100多个微型石墨烯超级电容.
    正是看到了石墨烯的应用前景,许多国家纷纷建立石墨烯相关技术研发中心,尝试使用石墨烯商业化,进而在工业、技术和电子相关领域获得潜在的应用专利.欧盟委员会将石墨烯作为"未来新兴旗舰技术项目",设立专项研发计划,未来10年内拨出10亿欧元经费.英国政府也投资建立国家石墨烯研究所(NGI),力图使这种材料在未来几十年里可以从实验室进入生产线和市场.
    中国在石墨烯研究上也具有独特的优势,从生产角度看,作为石墨烯生产原料的石墨,在我国储能丰富,价格低廉.另外,批量化生产和大尺寸生产是阻碍石墨烯大规模商用的最主要因素.利用化学气相沉积法成功制造出了国内首片15英寸的单层石墨烯,并成功地将石墨烯透明电极应用于电阻触摸屏上,制备出了7英寸石墨烯触摸屏.
    中科院重庆绿色智能技术研究院的研究人员在展示单层石墨烯产品的超强透光性和柔性.
    由于石墨烯拥有超乎想像的导电能力,石墨烯电池概念成为突破电池技术瓶颈的救命稻草.尤其国内电动汽车行业但凡有技术突破都与石墨烯电池挂钩.
    随着研究的不断深入,技术难题的接连攻克,应用范围也在不断拓宽,相信石墨烯器件时代已为期不远,也可以期待一下这一"21世纪的神奇材料"会带来怎样的惊喜.
    "石墨烯电池或将改革:充电10分钟跑1000公里"报道:西班牙Graphenano公司(一家以工业规模生产石墨烯的公司)同西班牙科尔瓦多大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池,其储电量是市场最好产品的三倍,用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里,而其充电时间不到8分钟.虽然此电池具有各种优良的性能,但其成本并不高.Graphenano公司相关负责人称,此电池的成本将比锂电池低77%,完全在消费者承受范围之内.此外,在汽车燃料电池等领域,石墨烯还有望带来革命性进步.

 

    华为石墨烯基电池的突破主要来自三个方面,首先是在电解液中加入特殊添加剂,除去痕量水,避免电解液的高温分解,其次,电池正极选用改性的大单晶三元材料,提高材料的热稳定性;此外,由于采用新型材料石墨烯,可实现锂离子电池与环境间的高效散热