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河北十一选五石墨烯电池的未来前景如何?



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  先上结论:石墨烯在别的方向用我不敢下结论,在电池领域,尤其是锂电池方向用,做“石墨烯电池”,基本就属于扯蛋(在这里,不包括超级电容器和锂硫等新一点的电池,它们可能要乐观一些)。

  首先我想问一下,啥叫石墨烯电池?其实到现在也没什么严格的定义吧?不像锂离子,起码你维基都有。这玩意,说白了,就是在传统电池里面加点石墨烯进去,OK,好点的,把一个电极的材料全换成石墨烯(不过一克上千的价格,最后做成电池贵的一比,你会买么)。说来说去,99.99%的石墨烯电池几乎都是在传统的锂离子等电池里面添点石墨烯,然后就办了。所以,基本就不存在什么石墨烯电池,只存在“掺/用了石墨烯的锂离子电池/铅酸电池等”。

  当然了,少数科研中也有少数的真﹒全石墨烯型电池/电容器,不过对于石墨烯表面氧化状态等等的要求实在是太高了,更不用说全石墨烯的那高的吓人的成本。你们天天嫌电池贵,这玩意真上了,你们会用么?不过考虑到此,全石墨烯电池的链接也可以祭出一篇,有兴趣的可以自己研究:

  所以说来说去,我们讨论的仍然是石墨烯用在锂离子电池中有没有前途这样的一个问题。

  1、首先还是说说成本吧,虽然楼主也说先不考虑成本。在锂电池中应用,石墨烯主要起到的作用,一是导电剂,二是可能做电极嵌锂材料。其实,这两点,都是在和传统的导电碳/石墨竞争。

  a、那么问题来了,你知道这俩玩意多便宜么?都是论吨卖的,论克卖的石墨烯哪天能降到这个价?现在锂电池用的各种材料,都是一吨几万十万左右的东西,而且天天承受着要求降价的压力,用石墨烯完全不现实。

  b、就是石墨烯石墨烯比表面积这么大,分散什么的问题一大堆,电池厂调工艺还不累死,谁愿意上这个技术?石墨烯表面特性受化学状态影响巨大,批次稳定性,循环寿命等等都有很多问题,怎么满足锂电池生产的一堆细致的要求?

  c、 哪怕解决了以上问题,石墨烯做负极,理论上最多是石墨负极两倍的容量,首次效率低的吓人,性能受表面状态影响极大,你给我一个不用硅用它的理由,硅的理论容量近石墨的10倍,石墨烯就是成本低了也玩不过人家。。。(硅负极这两年各大电池厂已经上开了,松下的4AH18650就已经开始了使用),大家要是搜到了哪个大电池厂(注意:大)用石墨烯做锂电池的具体信息,告诉我一声。

  d、做导电剂的话,如果分散不好,白扯。而且碳家族物美价廉的材料多的很,为什么非要用死贵的石墨烯呢。而且还听说石墨烯一张大纸的这种状态,会把锂离子扩散通道给堵死,这不是我说的,是宁波所的负责这块的人说的。

  2、所以,基本也不存在什么石墨烯电池与传统设备的兼容性的问题,因为本来就是掺了点石墨烯的锂离子/铅酸电池,也不存在替代问题,因为这个技术压根就不靠谱。

  说点认真的,你可以搜搜三星,松下,LG等企业的美国专利,里面石墨烯的专利是很多,不过大部分都布局在了柔性器件半导体显示屏等方面,电池只占少数。点开仔细看看,大多专利里石墨烯只出现个三四次,你知道什么意思吗?就是只说某个东西可以加点这玩意进去,仅仅是提到,提到而已。松下的这方面的专利就更少的可怜了。

  电池,松下就是一个标杆,河北十一选五,人家的专利里,这方面的内容不能说没有,但是不多,有兴趣的可以搜搜美国专利局网站什么的。我相信松下18650电池的容量3.2-3.5-3.7-4.0Ah这样一点点涨,不能相信这种动不动100%以上的“突破”。谁在踏实做工作,人在做,天在看。

  大家可能天天看到XX把电池在半分钟内充满的新闻。我想说的是,在实验室做出一个快充的小电池很容易,但是要让它走出实验室,工业化,中间需要解决的问题多了,可能十几个人几十人人忙一年,就是在调一个,注意,仅是一个参数或性能,而如果能成功了就阿弥陀佛了,失败的还有好多呢。再说到快充,对于汽车这样的东西来说,TESLA的半小时快充已经很极限,别再追求大电流,不安全。再说,汽车几千节电池和手机一节电池的快充根本不是一个量级的事情,无法放在一起讨论。

  另外,西班牙Graphenano和Cordoba合作的那个的石墨烯电池呢?

  “1)储电量是目前市场最好产品的三倍。一个锂电池(以最先进的为准)的比能量数值为180wh/kg,而一个石墨烯电池的比能量则超过600wh/kg。2)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。3)使用寿命长。其使用寿命是传统氢化电池的四倍,是锂电池的两倍。4)重量轻。石墨烯的特性使得电池的重量可以减少为传统电池的一半,这样可以提高装载该电池的机器的效率。 5)成本低。生产这种电池的公司表示,它的成本将比锂电池低77%。”

  这么说吧,这电池要是真这么好,为毛MODEL S不用?为毛日产LEAF不用?为毛BYD秦唐不用?为毛PRIUS不用?为毛VOLT不用?

  宣称没用啊,我还可以宣称我娶了高圆圆,是世界首富呢,问题是你们信吗。。。。这条信息没什么用,电池性能提高太多的新闻大都不可信,我想反驳都不知道从哪开始,因为槽点满满。至于他们和德国汽车企业合作嘛。。。

  反正你是搜不出什么有意义的信息的。考虑到一般汽车企业对于新技术可靠性的严格的要求以及相对保守的态度,我认为这个信息基本不可信,最多也就是给人家送了个样而已。

  结语:对于很多事情,大多数人宁要虚假的希望,也不要残酷的真相。我从不拒绝想像力,这也是推动人类社会前进的重要动力,但是你不能指望这个东西万能,套进来就能推动一个行业的发展,要不然你用互X网思维给我做个电池试试?电池技术发展的确比较缓慢,这需要我们大家一起踏实把事情做好,而不是天天指着满天飞的噱头来解决生活中的问题。看看日本做电池的那种匠人精神,这永远是值得我们学习的。

  PS:本人仅仅表达了对于石墨烯电池的观点,并没有评价石墨烯在其它领域中的应用前景。其实我认为在新型柔性电池、器件、显示、催化剂方面,石墨烯可能是有前景的。但是电池方面嘛,不看好。嗯。

  英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•海姆(Andre Geim)和康斯坦丁•诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)二人因为 在“二维石墨烯材料的开创性实验”共同获得2010年诺贝尔物理学奖之后,任何与石墨烯有关的新闻或者研究成果都受到了人们极大的关注。

  (一家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全球首个石墨烯聚合材料电池,其储电量是目前市场最好产品的3倍,用此电池提供电力的电动车

  ,而其充电时间不到8分钟。Graphenano公司相关负责人称,虽然此电池具有各种优良的性能,但其成本并不高,

  石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,几乎完全透明,只吸收2.3%的光;导热系數高達5300 W/m•K,高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V•s,又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约10-8 Ω•m,比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。

  这所有的光环似乎都在告诉人们,石墨烯是一种多么神奇的材料啊!然而,很关键的一点是:国际上对石墨烯(Graphene)的定义是

  :当年Geim研究组就是利用3M的胶带手工制备出了石墨烯的,但是这种方法

  ,高温下甲烷等气体在金属衬底(Cu箔)表面催化裂解沉积然后形成石墨烯。CVD法的优点在于

  氧化-还原法是指将天然石墨与强酸和强氧化性物质反应生成氧化石墨(GO),经过超声分散制备成氧化石墨烯,然后加入还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团后得到石墨烯。氧化-还原法制备

  ,所制备的石墨烯一般都是多层石墨烯或者石墨微晶而非严格意义上的石墨烯,并且

  溶剂剥离法的原理是将少量的石墨分散于溶剂中形成低浓度的分散液,利用超声波的作用破坏石墨层间的范德华力,溶剂插入石墨层间,进行层层剥离而制备出石墨烯。此方法不会像氧化-还原法那样破坏石墨烯的结构,可以制备高质量的石墨烯。缺点是成本较高并且产率很低,工业化生产比较困难。

  当然,石墨烯的制备方法还有溶剂热法、高温还原、光照还原、外延晶体生长法、微波法、电弧法、电化学法等,这些方法都不及上述四种方法普遍。

  。一般来说,氧化石墨烯是由石墨经强酸氧化,然后再经过化学还原或者热冲击还原得到。

  目前市场上所谓的“石墨烯”绝大多数都是通过氧化-还原法生产的氧化石墨烯,石墨片层数目不等,表面存在大量的缺陷和官能团,无论是导电性、导热性还是机械性都跟获得诺贝尔奖的石墨烯是两回事。严格意义上而言,它们并不能称为 “石墨烯”。

  事实上,国际锂电学术界和产业界并没有“石墨烯电池”这个提法。维基百科里也没有发现“graphene battery”或者“graphene Li-ion battery”这两个词条的解释。

  根据美国Graphene-info这个比较权威的石墨烯网站的介绍,“石墨烯电池”的定义是在电极材料中添加了石墨烯材料的电池。这个解释显然是误导。根据经典的电化学命名法,一般智能手机使用的锂离子电池应该命名为“钴酸锂-石墨电池”。

  之所以称为“锂离子电池”,是因为SONY在1991年将锂离子电池投放市场的时候,考虑到经典命名法太过复杂一般人记不住,并且充放电过程是通过锂离子的迁移来实现的,体系中并不含金属锂,因此就称为“Lithium ion battery”。最终“锂离子电池”这个名称被全世界广泛接受,这也体现了SONY在锂电领域的特殊贡献。

  目前,几乎所有的商品锂离子电池都采用石墨类负极材料,在负极性能相似的情况下,锂离子电池的性能很大程度上取决于正极材料,所以现在锂离子电池也有按照正极来称呼的习惯。

  比如,磷酸铁锂电池(BYD所谓的“铁电池”不在笔者讨论范畴)、钴酸锂电池、锰酸锂电池、三元电池等,都是针对正极而言的。那么以后如果负极用硅材料会不会叫做硅电池?也许可能吧。但不管怎么样,谁起主要作用就用谁命名。

  中,改善倍率和低温性能。也有添加到磷酸锰锂和磷酸钒锂提高循环性能的研究。

  (A123联合汉高开发)并无多少提高,反倒是成本和工艺复杂程度增加不少,该技术商业化的可能性很低。

  从上面的分析我们可以很清楚地看到,石墨烯在锂离子电池里面可能发挥作用的领域只有两个:直接用于负极材料和用于导电添加剂。

  。纯石墨烯的充放电曲线跟高比表面积硬碳和活性炭材料非常相似,都具有首次循环库仑效率极低、充放电平台过高、电位滞后严重以及循环稳定性较差的缺点,这些问题其实都是高比表面无序碳材料的基本电化学特征。

  石墨烯的振实和压实密度都非常低,成本极其昂贵,根本不存在取代石墨类材料直接用作锂离子电池负极的可能性。

  石墨烯与其它新型负极材料,比如硅基和锡基材料以及过渡金属化合物形成复合材料,是当前“纳米锂电”最热门的研究领域,在过去数年发表了上千篇paper。

  复合的原理,一方面是利用石墨烯片层柔韧性来缓冲这些高容量电极材料在循环过程中的体积膨胀,另一方面石墨烯优异的导电性能可以改善材料颗粒间的电接触降低极化,这些因素都可以改善复合材料的电化学性能。

  实践经验表明,综合运用常规的碳材料复合技术和工艺,同样能够取得类似甚至更好的电化学性能。比如Si/C复合负极材料,相比于普通的干法复合工艺,复合石墨烯并没有明显改善材料的电化学性能,反而由于石墨烯的分散性以及相容性问题而增加了工艺的复杂性而影响到批次稳定性。

  个人认为,石墨烯或者石墨烯复合材料实际用于锂电负极的可能性很小产业化前景渺茫。

  再来说说石墨烯用于导电剂的可能性,现在锂电常用的导电剂有导电炭黑、乙炔黑、科琴黑,Super P等,现在也有电池厂家在动力电池上开始使用碳纤维(VGCF)和碳纳米管(CNT)作为导电剂。

  石墨烯用作导电剂的原理是其二维高比表面积的特殊结构所带来的优异的电子传输能力。

  从目前积累的测试数据来看,VGCF、CNT以及石墨烯在倍率性能方面都比Super P都有一定提高,但这三者之间在电化学性能提升程度上的差异很小,

  石墨烯并未显示出明显的优势。那么,添加石墨烯有可能让电极材料性能爆发吗?答案是否定的。

  以iPhone手机电池为例,其电池容量的提升主要是由于LCO工作电压提升的结果,将上限充电电压从4.2V提升到目前i-Phone 6上的4.35V,使得LCO的容量从145 mAh/g逐步提高到160-170mAh/g (高压LCO必须经过体相掺杂和表面包覆等改性措施),这些提高都跟石墨烯无关。也就是说,如果你用了截止电压4.35V容量170mAh/g的高压钴酸锂,你加多少石墨烯都不可能把钴酸锂的容量提高到180mAh/g,更别说动不动就提高几倍容量的所谓“石墨烯电池”了

  石墨烯的比表面积比CNT更大,添加在负极只能形成更多的SEI而消耗锂离子,所以CNT和石墨烯一般只能添加在正极用来改善倍率和低温性能。

  但是,石墨烯表面丰富的官能团就是石墨烯表面的小伤口,添加过多不仅会降低电池能量密度,而且会增加电解液吸液量,另外一方面还会增加与电解液的副反应而影响循环性,甚至有可能带来安全性问题。

  目前石墨烯的生产成本极其昂贵,而市场上所谓的廉价“石墨烯”产品基本上都是氧化石墨烯。

  即便是氧化石墨烯成本也高于CNT,而CNT的成本又比VGCF高。而且在分散性和加工性方面,VGCF比CNT和石墨烯更容易操作,

  这正是为什么昭和电工的VGCF正逐渐打入动力电池市场的主要原因。可见石墨烯在用作导电添加剂方面,目前跟CNT和VGCF在性价比方面并没有优势可言。

  国内石墨烯的火热形势,应该会很容易让很多了解这个行业的人联想到了十几年前的碳纳米管(CNT)。如果对比石墨烯和CNT,我们就会发现这两者有着惊人的相似之处,都具有很多几乎完全一样的“奇特的性能”,当年CNT的这些“神奇的性能”现在是完全套用在了石墨烯身上。

  CNT是在上世纪末开始在国际上火热起来的,2000-2005年之间达到高潮。CNT据说功能非常之多,在锂电领域也有很多“独特性能”。

  但是二十多年过去了,至今也没看到CNT的这些“奇特的性能”在什么领域有实实在在的规模化应用。

  在锂电方面,CNT也仅仅是用作正极导电剂这两年在LFP动力电池里面开始了小规模的试用(性价比仍不及VGCF),而LFP动力电池已经注定不可能成为电动汽车主流技术路线。

  相比于CNT,石墨烯在电化学性能方面与之非常相似并无任何特殊之处,反倒是生产成本更高,生产过程对环境污染更加严重,实际操作和加工性能更加困难。

  根据很多从事多年的锂电研发和生产经验的资深工作者所述,他们并不认为石墨烯会在锂离子电池领域有多少实际应用价值,之前或者

  当前所谓的“石墨烯电池”纯属炒作。对比CNT和石墨烯,要说的是“历史总是何其相似”!

  石墨烯在超级电容器尤其是微型超级电容器方面的应用前景似乎稍微靠谱一点点,

  看了很多这些所谓的“学术突破”, 你会发现很多教授在其paper里有意无意地在混淆了一些基本概念。

  目前商品化的活性炭超级电容器能量密度一般在7-8 Wh/kg,这是指的是包含所有部件的整个超级电容器的器件能量密度。

  而教授们提到的突破一般是指材料的能量密度,所以实际中的石墨烯超电远没有论文中提到的那么好。

  以石墨烯复合材料作为电化学活性材料,并选择合适的离子液体电解液,有可能实现制备兼具传统电容器和锂离子电池双重优势的储能器件,在微机电系统(MEMS)这样的小众领域可能(仅仅只是可能)会有一定的应用价值。

  有必要分析一下之前两个有关“石墨烯电池”的新闻,看看到底有没有线年据Tesla创始人兼首席执行官Elon Musk表示,特斯拉准备将Model S、即将面世的Model X跨界车以及平价电动车型Model 3的性能再度升级。“我们汽车的续航里程将有可能突破500英里。实际上,我们的开发进度非常快,但是汽车价格可能会随之提升。不久的将来,特斯拉电动车的续驶里程有望再度提升”。他在接受英国汽车周刊《Auto Express》的采访时说道。

  然而,Musk并没有透露这个计划的细节,但是根据众多媒体的报道,用石墨烯制造的“超级电池”有可能是特斯拉实现该计划的关键。如果认真查找几个国外相关报道,但是无一例外地都说消息

  。事实很明显,Musk压根没有说过用石墨烯或者石墨烯电池,中国的媒体人杜撰了特斯拉使用“石墨烯电池”作为下一代电动汽车电池的新闻报道。

  “西班牙人宣称,一个锂电池(以最先进的为准)的比能量数值为180 Wh/kg, 而一个石墨烯电池的比能量则超过600 Wh/kg。也就是说,它的储电量是目前市场上最好的产品的三倍。这种电池的寿命也很长,它的使用寿命是传统镍氢电池的四倍,是锂离子电池的两倍。用它来提供电力的电动车最多能行驶1000千米。而将它充满电只需要不到八分钟的时间。”

  但是,目前没有人能够真正见识到这个公司的产品,即使相关基本参数比如充放电曲线、中值电压等也无法查找到。其实,这样的电池性能是不可能达到的,如果该电池仍然采用普通锂离子电池的嵌入式反应原理的话。如果说,这是一种用了石墨烯的二次空气电池的话,那么它显然也不能被称作 “石墨烯电池”。至于这个西班牙石墨烯电池到底是真是假,那就是仁者见仁智者见智了。

  石墨烯在中国的确被过分关注了,但是这种过分关注我觉得也是正常现象吧,的确这种材料的一些特性有很多让人激动的地方。国内现在可以制备石墨烯的公司很多,但问题在于怎么和下游应用结合,目前还没看到特别成功的案例。西班牙那家公司的报道前面各位答主也都说了不靠谱的地方,我们在挖掘国内石墨烯电池公司的时候,找到了菏泽一家叫玉皇的公司,他们也说西班牙这家公司不靠谱,但是他们还是坚持认为,往下游应用走,石墨烯和储能的结合是最有可能最快实现突破的。这家公司因为之前有一块儿业务就是做电池的,所以和很多生产石墨烯原材料的公司不同,玉皇是直接奔着应用去的。

  我们微信公号发的那篇文章《山东菏泽造出了石墨烯电池 半小时能跑400公》(搜索领能知道或者eknower可以看到我们的微信公号),阅读数超过4万,不过持质疑态度的人还是很多。

  一方面是石墨烯电池这个叫法对不对,我觉得这个叫法呢,的确不是学术概念,但是也没错,加了石墨烯和没加石墨烯的电池,怎么区别?不喊石墨烯电池,似乎也没有别的叫法了。

  玉皇发现“石墨烯电池”是比较现实的产业应用,也能真正发挥石墨烯性能的作用。

  石墨烯在制备电极的时候可作为导电的添加剂,经过玉皇三年研发,发现能把其添加的量控制在低于1%,但却能显著改善电池的性能,

  玉皇石墨烯项目负责人陈欣介绍说,石墨烯本身是一个较好的散热材料,加入石墨烯后电池的导电性会增强,内阻降低后其散热就减少了,从而增加了电池的安全系数。随之而改变的还有电池使用环境的改善,以前电池最多能在零下10度左右充电,而玉皇称加入石墨烯后可在零下20度充电。

  “玉皇现有的三元体系动力电池,有三种充电方式;一种是6小时把电池充满,一种是1小时把电池充满,还有一种是30分钟把电池充到80%的电量,而加入石墨烯 后8分钟就能把电池充到80%,还不会对这个电池造成循环和其他性能的损害”,副经理高洪森称石墨烯能加快充电速度,电动车充电半小时可跑400公里。

  而至于能量密度的提升,玉皇石墨烯电池小组负责人董鑫介绍说,加入石墨烯后的电池能量密度(Wh/kg)会提高10—15%之间,所以电动车的续航里程才能得以提升。同时玉皇经过测试,目前石墨烯电池以1C倍率循环可达2000周以上,提升了电池的使用寿命。

  石墨烯电池里加的的确不是单层石墨烯,而是石墨烯粉末,或者称之为少层石墨烯,前面看到有答主说1-2层才算是石墨烯,我没查到出处,常见的说法是超过10层,单层石墨烯的那些特性就基本没有了,和石墨差不多,少层石墨烯还是具备单层石墨烯的一些特质的。制备少层石墨烯以及将石墨烯添加到电池中,这些技术和工艺,目前技术门槛还是比较高的。以下又到了引文时间:

  石墨烯通常分为石墨烯薄膜和石墨烯粉末,后者更多的是指少层石墨烯或者是石墨烯微片,常用于储能材料等方面。将石墨烯薄膜与多层石墨烯混为一谈,是当前市场炒作的常用混淆手段,人们所熟知的极强导电性、强度、透光性和导热性等特性,只是单原子厚度石墨烯的微观性能。但石墨烯薄膜的高比表面积使得在电池应用上几无可能(详见上一篇#犀利真话#清华技术大牛这么看石墨烯电池的),而超过10层的石墨烯就会失去石墨烯的特性,与石墨无异,已经不能被称为石墨烯。

  谨慎乐观,是玉皇对石墨烯电池抱有的态度。虽然解决了生产线搭建的难题,但石墨烯电池的调浆工艺也是一道不好过的关口。

  陈欣介绍:“石墨烯是一个面积非常大的材料,只要加一点体积就会非常大,可电池正级材料属于体积非常小的材料,密度非常大,如何把这一大一小的材料混合均匀是一大难题。所以我们把粉体通过分散的手段变成石墨烯的浆料(类似于果冻状的东西),进而加入到电池里面,来达到分散均匀的目的。”

  石墨烯浆料必须现配现用。“浆料如果长期放置会导致浆料分层,可能底部的石墨烯就会多,上面的石墨烯就会少,一旦添加到正级材料或者负级材料里面,石墨烯在里面分布就不均匀了,从而导致电池的一致性非常差,而单颗电池之间的差异性就会越来越大,最终导致整个电池性能严重的衰退。”董鑫表示,这也决定了玉皇必须自建生产线,才能够实现现配现用,但又不能不顾实际追求产能,如果生产出来的石墨烯不能被及时应用到电池中,就会造成资源浪费。

  石墨烯电池这事儿,众说纷纭,我们虽然前后看了不少文章,和玉皇也前前后后求证了很多次,不过怀疑总是存在的,到底石墨烯电池前景如何,我们请了玉皇的技术负责人,以及一些专家,下周一到钓鱼台国宾馆认真讨论下,欢迎知乎各位大牛参加,私信我报名就行。

  传统导电炭黑和石墨都是论吨卖的(一吨几万元),论克卖的石墨烯哪天能降到这个价?即使按照某些媒体报道的石墨烯降低到3元/克,换算成吨也要300万元/吨。要知道,现在锂电池用的各种材料,都是一吨几万十万左右的东西,而且天天承受着社会各界要求降价的压力,用石墨烯替代完全不现实。

  如果还能再便宜点,也有企业声称自己的石墨烯可以逼近一般炭黑和石墨的价格,OK,其实此时使用的材料就是石墨微片(可能有几十层),根本不是单层或数层的石墨烯。此时厂商出现的问题就是虚假宣传炒作概念,有违诚信欺瞒国家政府以及广大纳税人。

  就是石墨烯比表面积过大,会对现有锂离子电池的分散均浆等工序带来一大堆工艺问题。如果电池厂调工艺会累死,又没有性能指标突破性进步带来的足够的利润空间驱动,谁愿意上这个技术?石墨烯表面特性受化学状态影响巨大,批次稳定性,循环寿命等等都有很多问题,目前来看无法满足锂电池生产的一堆细致的要求。

  关于石墨烯对于调浆实际工艺的影响,有Oak Ridge NaTIonal Laboratory与Vorbeck(有名的石墨烯业内厂商)的披露的研究成果,他们发现石墨烯对于浆料的工艺的性能有很消极的影响,如下图所示:

  c、如果石墨烯做负极:理论上最多是石墨负极两倍的容量,首次效率低的吓人,性能受表面状态影响极大。

  d、石墨烯是可以做导电剂促进快充放,理论上可以提高倍率性能,但是如果分散工艺不到位混料不均,一切都是空中楼阁;另外碳家族物美价廉的材料多的很,并不存在非要使用价格昂贵的石墨烯的理由;并且而且石墨烯是2D材料,如果把它展开与电极活性物质复合,会堵塞锂离子扩散的通道。因此真要是投入实用,到底有利还是有害,其实不太好说。

  再说一点题外话:石墨烯只是纳米材料的一种,在过去的十几年中,纳米材料科研界常常过分倾向于造噱头和“灌水”,工作的可重复性常常都很差,所做技术与实用化目标脱节十分严重,这一现象已经广受科研界中的一部分有识之士,以及工业界的诟病。比如锂电泰斗Goodenough、Mauger、Julien教授就曾经质疑过MIT的磷酸铁锂快充的工作Battery materials for ultrafast charging and discharging,发表了文章Unsupported claims of ultrafast charging of LiFePO4 Li-ion batteries(几十C的快充,对应时间为几分钟充放电),认为这些成果最多也就是在概念上可行而已。

  很多纳米材料的优良性能仅仅体现在实验室级别的克甚至微克级产能,在放大规模化生产的前景方面很多都存在先天不足的缺陷,与现有工业中的许多基于微米级材料发展得来的技术从根本上不兼容。而且纳米材料常常是只能以低维材料形式存在/使用,无法真正地应用在实际宏观三维的用途之中。笔者建议政府应该从政策导向上,更多推动具有工业化前景的技术的开发,加大对于中试项目的扶持,从而达到选贤任能的目的,让科研更好地促进工业技术的进步。

  e、至于石墨烯功能涂层铝箔:其实际性能跟普通碳涂覆铝箔(A123联合汉高开发)并无多少提高,反倒是成本和工艺复杂程度增加不少,该技术商业化的可能性很低。

  总之,石墨烯用做锂离子电池负极材料,相对于传统炭系材料并无性能上的明显优势,而且纳米材料应用困难,成本高昂,发展前景堪忧

  大致看了下上面很多前辈的写的,大都觉得石墨烯是万精油,研究已经到了瓶颈,其实我个人觉得石墨烯这一二维碳纳米材料于2005年被发现,2010年获得诺贝尔奖,其中从发现到获奖时间间隔之短其实或多或少因为它由于卓越的力学和电学等性能掀起了一场新材料的革命,现如今石墨烯这种纳米材料被应用于很多领域,例如早期的聚合物材料树脂泡沫板材,现如今的水泥混凝土材料等,但仔细看石墨烯在每个领域的应用并不像很多人所说的已经到了极致,其实我个人反倒觉得当今的石墨烯材料仍需科研工作者在纳米层次下的表征研究进而更好地揭开它可能还有不为人们所知的面纱。我相信石墨烯的前景,也相信石墨烯推动新材料发展的革命才刚刚开始。

  。所有做材料而不是以发表论文,而是以取代现有指针产品为前提。首先,我们会进行市场调研了解消费者可接受的价格,做成开发产品的规格书﹔第二,做出试样并经工厂客户测试可行,依经济规模计算生产成本。

  如果产品可以问世了,除了表示可以取代现有产品直接使用以外,下一个阶段才是创新与突破现有技术。这点你不必担心,企业要接地气,没有几家能像 apple 可以创造业界标准,只能先让客户接受它再说。>

  一直觉得这是国人跟风的一个表现,一般就是老美炒作,中国人跟风。跟着跟着老美又再炒个新的,国人放下手里的活再跟风。这里不得不夸小鬼子,人家都喜欢往深里做,不盲目跟风。前几年碳纳米管热的时候国人一股脑都去碳纳米管,连个本科生都天天叫嚷着单壁、多壁,后来石墨烯一出来,没人做碳纳米管了,全去追石墨烯了,和现在一个鸟样。而现在,小鬼子已经尝试用碳纳米管引领新一轮计算机革命了。

  特斯拉既然花几十亿美元建电池工厂来生产18650,至少说明近期电池不会有很大的革新。

  我们实验室是做超电的牛组,也用了一堆石墨烯材料,但现在还没有能力让小灯泡发光

  个人觉得发展前景很赞。石墨烯,是由碳原子经sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,厚度仅为0.335nm。又称为单层石墨,是碳纳米管、富勒烯的同素异形体,优异的碳纳米材料。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。

  石墨烯因为其特殊的结构,具有很多突出的性能:力学性能。石墨烯是目前已知的世界上最薄的材料(0.34nm),也是有史以来被证实的最结实的材料,强度可达130GPa,它具有极好的弹性,可被拉伸至自身尺寸的120%;电磁性能。电子在石墨烯中传输的阻力很小,在亚微米距离移动时没有散射,具有很好的电子传输性质,其中电子的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。热学性能。石墨烯具有极强的导热性能,单层石墨烯的热导率可达5000 W/m·K,是室温下纯金刚石的3倍,金属铜的12倍。石墨烯还具有优良的透光性能,河北十一选五光子透过率高97.4%,其理论比表面积高达2630 m2·g-1。

  在产业化方面,国家在全国各地建立了多个石墨烯产业园和石墨烯联盟。贯穿石墨烯整个产业链,上游主要以原材料及设备为主;而石墨烯粉体、石墨烯纤维和石墨烯薄膜位于产业链的中游;下游应用广泛。

  随着石墨烯在锂电池、触控屏等领域应用的逐渐兴起,对于产业链上游石墨烯的需求日益增加,业界最关心的问题已成为如何实现石墨烯原料的大规模制备,这也是目前制约石墨烯产业发展的瓶颈。目前石墨烯制备的主要方法有机械剥离法、氧化还原法、取向附生法、碳化硅外延法、赫默法和化学气相沉积法。

  石墨烯在我国的发展迅猛,离不开国家政策的引导。从2012年的新材料产业“十二五”发展规划起,国家逐渐开始不断通过各种利好政策,推动石墨烯的产业化进程,而最近的新材料“十三五”规划也将石墨烯作为先导性产业。石墨烯国标的出台,对于行业的规范有重要意义,也说明国家正在通过政策进行引导,最为一个良好的开端,可以吸引更对的专业人才进入石墨烯的研究,有利于石墨烯产业链的拓展。

  现在智能移动产品的屏幕、主板、运算速度都在更新,唯独电池技术更新较为缓慢,移动产品最大的问题也在于续航。

  首先我们要理解的就是,是否会存在有一天,电池技术真的成为制约移动产品发展的主要因素,目前看来还没到这一天,但是这一天肯定会到来。

  所以我们需要一种超大容量的电池,而且这种电池是可以快速充放电的。这些都是石墨烯电池优于传统锂电池的地方。

  但石墨烯电池要想真取代传统电池,光有快速充放电这个优点还不可以,制程复杂性、良率、成本等也是很大的问题。这也是为什么大家都知道石墨烯是好东西,可是做了这么多年依然没有大规模量产的原因。

  石墨烯的原材料很便宜,就是石墨,但是从石墨到石墨烯,从石墨到完美晶格的石墨烯还是比较难的,短时间内还是无法与传统锂电池的成本抗衡。

  第二,希望楼主考虑一下,锂电池技术也是在不断发展的,如果有一天锂电池具备了可以快速充放电等特点,也许石墨烯电池就真的发展不起来了。

  第三,石墨烯电池的另一个特点是柔性,可以与柔性设备组合来实现整机的柔性,但柔性的电子设备何时到来,到底有没有到来的必要,这都是值得考虑和等待的。。

  第四,现阶段的锂电池虽然不可以做柔性,但薄膜锂电池是可以柔性的,已经有人做出来了,可以给楼主篇论文看一看,这也是我最近在学习的东西。如果锂电池也能做成柔性的话,相信石墨烯电池的柔性优点在锂电池身上就 彻底没有竞争力了。

  Bendable+Inorganic+Thin-Film+Battery+for+Fully+Flexible+Electronic+Systems

  现在在赶一个报告,洋洋散散写了以上的话,没有什么逻辑性,希望楼主可以理解

  最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯又被称为“黑金”,是公认的

  首先是它变得柔软了,可以印在布料上面,同时也保留了石墨烯电容的特性,非常地轻、可以快速充电

  这种柔性电池可以为可穿戴产品供电,有研究人员表示:未来可穿戴产品屏幕将可以直接使用在衣服布料中,实现更准确的健康监测功能和显示设备的可穿戴化。