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手機石墨烯電池的研究成功了嗎?什麽時候可以大規模用於手機?

去年6月5438+2月,華為法國分公司在推特上發布消息稱,明年上半年發布的華為P40系列手機將使用石墨烯電池。

消息壹出,全網掀起壹波石墨烯熱。大家討論用石墨烯電池的手機續航能力有多強,石墨烯概念股也很受歡迎。整個電子行業仿佛被打了雞血,大家都在期待石墨烯時代的到來。

然而,幾個小時後,華為官方給熱血的消費者和投資者潑了壹盆冷水:“華為法國官方發布的消息是錯誤的,P40沒有配備石墨烯電池。”雖然被證實是假新聞,但是石墨烯電池並不是編出來的概念名詞,而是大部分電池能源公司的方向。

石墨烯是目前熱導率最高的材料。如果用石墨烯給鋰電池散熱,可以進壹步提高鋰電池的快充速度。在2015第56屆日本電池大會上,華為拿出了利用石墨烯為鋰電池散熱的技術,並展示了可在5分鐘內將3000mAh電池充滿48%的快速充電技術成果。

如果將石墨烯的散熱與石墨烯作為電池正極的技術相結合,將同時提高鋰電池的容量和充電速度。

2017年,三星宣布開發出壹種使用石墨烯技術的電池。在三星的演示中,這款采用石墨烯技術的手機電池容量提升了45%,12分鐘內即可充滿電。強大的電池性能顯示了石墨烯電池在電子產品中的潛力。

無論如何,石墨烯是鋰電池突破的關鍵。但是石墨烯作為壹種新材料,還是太年輕了。每當人類發現壹種新材料,總是遵循原理研究——實驗室生產——大規模生產——產品的過程。

材料科學不同於其他學科,從原理到產品有很長的實驗周期。從目前石墨烯的制造和應用來看,石墨烯還處於早期階段。雖然2018年全球石墨烯市場已經達到2.73億美元,並且年均增長率也保持了40%的高增長率,但是大部分生產石墨烯的公司並沒有掌握石墨烯量產的技術,生產的高純石墨烯材料價格在每克1000元以上。

如此昂貴的材料最多只能出現在實驗室研究中。如果要把它們商業化,不管技術和產量夠不夠,光是價格恐怕沒人願意出。石墨烯這種還處於產業化初期的技術,可能再過三到五年都不會出現在電子產品中。

很少有人會相信那些叫囂石墨烯會馬上改變世界的人。

無論如何,石墨烯是鋰電池突破的關鍵。但是石墨烯作為壹種新材料,還是太年輕了。每當人類發現壹種新材料,總是遵循原理研究——實驗室生產——大規模生產——產品的過程。

材料科學不同於其他學科,從原理到產品有很長的實驗周期。從目前石墨烯的制造和應用來看,石墨烯還處於早期階段。雖然2018年全球石墨烯市場已經達到2.73億美元,並且年均增長率也保持了40%的高增長率,但是大部分生產石墨烯的公司並沒有掌握石墨烯量產的技術,生產的高純石墨烯材料價格在每克1000元以上。

如此昂貴的材料最多只能出現在實驗室研究中。如果要把它們商業化,不管技術和產量夠不夠,光是價格恐怕沒人願意出。石墨烯這種還處於產業化初期的技術,可能再過三到五年都不會出現在電子產品中。

很少有人會相信那些叫囂石墨烯會馬上改變世界的人。

石墨烯電池其實是用來電池散熱的,和電池本身有多大關系?

手機發展至今,普通鋰電池早已無法滿足所有人的需求,輕薄的手機機身也無法容納更大容量的鋰電池,所以現在各大廠商都在大力發展石墨烯電池技術。

現在的時代,手機的鋰電池基本維持在3000 mAh左右,正常使用壹天就快沒電了。即使它們配備了無限充電和超快充,充電率也遠不及石墨烯電池。

石墨烯聚合物電池作為壹種很有前景的手機電池替代材料,具有導電性強、導熱性強、硬度高、韌性高的特點,能量密度是市面上鋰電池的3倍以上,使用壽命是普通鋰電池的2倍左右。

換句話說,如果我們手機中的電池是石墨烯聚合物電池,那麽在相同的機身容量內,電池容量可以從3000 mA提高到至少10000 mA,充電速度也可以提高到僅僅幾分鐘。

但現在石墨烯電池只存在於實驗室,高純度石墨烯電池的生產工藝和內部結構比普通鋰電池要困難得多。即使在實驗室研制成功,仍然面臨著龐大的產品線成本、量產的質量控制問題和高昂的原材料成本,石墨烯電池很難在短時間內實現商業化。

然而,已經有壹些基於石墨烯材料的鋰電池。這種電池本質上是鋰電池,但因為摻雜了石墨烯材料,散熱性更好,導電性更好,充電速度更快。

據悉,石墨烯電池將於2021左右與大家見面。妳期待嗎?

近年來,智能手機的發展日新月異,智能手機的顯示屏尺寸、整體尺寸、攝像頭都發生了很大的變化。不過電池沒有大的變化。雖然充電速度提高了,電池容量也增加了,但並沒有實現大的改變。早在2017年底,三星就獲得了壹項基於石墨烯的電池解決方案專利。根據Sam Mobile的壹份報告,這家韓國巨頭可能很快就會用石墨烯取代鋰離子電池。令人驚訝的是,插入智能手機只需5分鐘,就可以使用壹整天。石墨烯球材料將使電池容量增加45%。充電速度也會提升5倍。鋰離子電池充滿電壹般需要壹個多小時,石墨烯電池只需要5分鐘。而且雖然充電速度更快,但不會影響電池的老化速度。

石墨烯由碳原子緊密結合成六邊形或蜂窩狀結構組成。石墨烯如此獨特的原因是其結構只有壹個原子層厚,這本質上使石墨烯片是二維的。這種2D結構產生了非常有趣的特性,包括優異的導電性和導熱性、高柔韌性、高強度和低重量。我們對導電性和導熱性特別感興趣,這兩種材料實際上優於銅(導電性最強的金屬元素)。

(1)超級電容器可以使電池壽命更長,容量更大,並且幾乎可以立即充電。

石墨烯作為電池的理想用途是作為“超級電容器”。超級電容器可以像傳統電池壹樣存儲電流,但可以快速充放電。鋰離子每千克可儲存高達180Wh的能量,而石墨烯每千克可儲存高達1,000Wh的能量。

(2)石墨烯比鋰離子電池具有更高的導電性。這允許更快的充電單元提供高電流。

(2)石墨烯電池也比現在的鋰離子電池更輕更薄。

(3)石墨烯更安全。雖然鋰離子電池有著良好的安全記錄,但也發生過涉及缺陷產品的重大事件。過熱、過充、擊穿會導致鋰離子電池化學失衡失控,進而引發火災。石墨烯更加穩定、靈活和堅固,對這類問題更有彈性。

(1)領先公司沃爾貝克科技公司實現了如何從碳生成石墨烯。

(2)三星電子開發了使用石墨烯的核心電池技術,使鋰離子電池具有更長的使用壽命和更快的充電速度,這是大規模生產的潛在行業裏程碑。

(3)華為發布了新的石墨烯增強鋰離子電池,可以在更高的溫度下保持功能,並提供更長的工作時間。

(4)美國沃爾貝克材料公司發布了壹款表帶,這是壹款輕便靈活的電源,可以連接到任何現有的包式表帶上,實現移動充電站。該產品重450克,提供7200毫安時,可能是世界上第壹款石墨烯增強電池。

(5)特斯拉也在考慮用石墨烯電池替代現有的鋰電池,裝備在最新的電動汽車上。

石墨烯被認為是未來最有潛力的材料之壹。石墨烯電池的應用將有助於改變智能手機行業。目前生產成本比較高,距離商業化還有很長的路要走,但是對於未來的智能手機、可穿戴設備、電動汽車都很有吸引力。

這是壹種行業變革的新技術,是壹種必然的方式。是壹個值得關註的技術點,前景光明。

以上是我的粗淺看法,歡迎指正,謝謝!

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成本很高,暫時不能用在手機上。等等,電池技術壹直無法得到突破,手機性能越來越好,而功耗越來越大,對電池優化要求更高。

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