什麼是石墨烯,所謂的石墨烯電池真的這麼神奇嗎!
他們都在說石墨烯電池,但真的有誰告訴你石墨烯到底是怎麼一回事嗎?
最近石墨烯電池炒的沸沸揚揚,小編本來一貫對這些稀有材料、未來科技保持觀望態度,但石墨烯電池炒作熱度塵囂直上,小編也忍不住來看看這個石墨烯到底是何方神聖,翻了翻相關文章、xinwen,mingbaile,yuanlaihenduorenzijiyeshimolengliangke,youdeshuoshiweilaikeji,youdeshuoshiheikejiwuyong,youdeshuoshihuazhongquchongdechaozuo,youdezeshijiegeredutuixiaoxiazijiachanpin,jutishishenmeyang,xiaobianyeshuobuhao,翻閱了大量資料後收集到一些較專業的答案,在這裏簡單分享供大家分析。

什麼是石墨烯?先來看看維基百科的定義:“石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜(za)化(hua)軌(gui)道(dao)組(組)成(cheng)六(liu)角(jiao)型(xing)呈(cheng)蜂(feng)巢(chao)晶(jing)格(ge)的(de)平(ping)麵(mian)薄(bo)膜(mo),隻(zhi)有(you)一(yi)個(個)碳(tan)原(yuan)子(zi)厚(hou)度(du)的(de)二(er)維(維)材(cai)料(liao)。石(shi)墨(mo)烯(xi)目(mu)前(qian)是(shi)世(shi)上(shang)最(zui)薄(bo)卻(que)也(ye)是(shi)最(zui)堅(jian)硬(ying)的(de)納(na)米(mi)材(cai)料(liao),它(ta)幾(幾)乎(hu)是(shi)完(wan)全(quan)透(tou)明(ming)的(de),隻(zhi)吸(xi)收(shou)2.3%的光;導熱係數高達5300 W/m·K,高於碳納米管和金剛石,常溫下其電子遷移率超過15000 cm2/V·s,又比納米碳管或矽晶體高,而電阻率隻約10-8 俜m,比銅或銀更低,為世上電阻率最小的材料。”
最薄、最堅硬、最導熱、最導電,這所有的光環都在告訴人們,石墨烯是一種多麼神奇的材料啊!但是筆者要提醒的是,國際上對Graphene的定義是1-2層的nanosheet才能稱之為是Graphene,並且隻有沒有任何缺陷的石墨烯才具備這些完美特性,而實際生產的石墨烯多為多層且存在缺陷。
在此,筆者介紹一個新名詞:還原氧化石墨烯,即RGO。一般來說,氧化石墨烯是由石墨經強酸氧化,然後再經過化學還原或者熱衝擊還原得到。目前市場上所謂的“石墨烯”絕大多數都是通過氧化-還原法生產的氧化石墨烯,石墨片層數目不等,表麵存在大量的缺陷和官能團,無論是導電性、導熱性還是機械性都跟獲得諾貝爾獎的石墨烯是兩回事。嚴格意義上而言,它們並不能稱為 “石墨烯”。
目前,99.99%的石墨烯電池幾乎都是在傳統的鋰離子等電池裏麵添點石墨烯,然後就辦了。所以,基本就不存在什麼石墨烯電池,隻存在“摻/用了石墨烯的鋰離子電池/鉛酸電池等”。
當然了,少數科研中也有少數的真﹒全石墨烯型電池/電容器,不過對於石墨烯表麵氧化狀態等等的要求實在是太高了,更不用說全石墨烯的那高的嚇人的成本。
並且,石墨烯電池要想真取代傳統電池,光有快速充放電這個優點還不可以,製程複雜性、良率、成本等也是很大的問題。這也是為什麼大家都知道石墨烯是好東西,可是做了這麼多年依然沒有大規模量產的原因。
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第二,鋰電池技術也是在不斷發展的,如果有一天鋰電池具備了可以快速充放電等特點,也許石墨烯電池就真的發展不起來了。
第(di)三(san),石(shi)墨(mo)烯(xi)電(dian)池(chi)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)特(te)點(dian)是(shi)柔(rou)性(xing),可(ke)以(yi)與(yu)柔(rou)性(xing)設(she)備(bei)組(zu)合(he)來(lai)實(shi)現(xian)整(zheng)機(ji)的(de)柔(rou)性(xing),但(dan)柔(rou)性(xing)的(de)設(she)備(bei)何(he)時(shi)到(dao)來(lai),到(dao)底(di)有(you)沒(mei)有(you)到(dao)來(lai)的(de)必(bi)要(yao),這(zhe)都(dou)是(shi)值(zhi)得(de)考(kao)慮(lv)和(he)等(deng)待(dai)的(de)。
想像力是推動人類社會前進的重要動力,但是電池技術發展的確比較緩慢,這需要我們大家一起踏實把事情做好, 以上筆者隻僅僅表達了對於石墨烯電池的觀點,並沒有評價石墨烯在其它領域中的應用前景。
關於石墨烯電池我們依然需要站在觀望的位置,理性對待。
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