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华为石墨烯电池技术突破(中国石墨烯之父落地时间)

,近,华为发布一条了 ,预告华为将是第一个配备石墨烯电池的手机品,并打算将这种电池用于华为的高端手机。这条 还指出,这种电池除了比以前的型充电速度更快以外(用户可以在 45 分钟内将电池充满),电池还将比以前更耐用,更,更小。

注:虽然上配文为法语,但从“graphene”“battee”等词仍然能看出其与石墨烯电池相关

随后,这一得到了外媒的进一步猜测和报道。根据华为此前的计划,2020 年上半年的华为旗舰产品为 P 系列,因此,外媒猜测 P40 可能将会是华为首款配备石墨烯电池的手机。

不过,根据,华为高管这则 的内容为假。

华为与石墨烯电池往事

实际上,这并不华为第一次与石墨烯“扯上关系”

2018 年在荣耀 Note10 发布会上,荣耀赵明向大家介绍了几项“很吓人”的技术以及两个,其中就包括石墨烯电池。不过,迄今为止,石墨烯电池仍未用于荣耀手机。

注:上为石墨烯电极电池特曲线,自诺基亚研究编写的石墨烯在手机中的应用 PDF 文件

对于华为 透露的华为明年在石墨烯电池方面的动态,有业内人士表示,当前石墨烯电池正在致力于解决三个关键问题:倍率能、能量密度和,倍率能即所说的快充。眼下,已经商用的技术主要体现在快充方面,如果华为在方面取得突破进展的话,P40 系列石墨烯电池有可能。

不过,这一 现在已经被删除。外媒 Phone Arena 认为,华为删除 表明这一“可能是假(might be fake news)”。午间,华为手机产品线副证实了这则 为假。

石墨烯是什么?

上文一直在说石墨烯和石墨烯电池,这里我们先来了解一下石墨烯是什么:

石墨烯(Graphene):是一种由碳原子以 sp2 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维。2004 年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成地在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在,两因“在二维石墨烯的开创实验”为由,共同获得 2010 年物理学奖。石墨烯目前是世上薄但也是坚硬的纳米,它几乎是透明的,只吸收 2.3% 的光;导热系数高达 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 cm2/V·s,又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约 10-6 Ω·cm,比铜或银更低,为目前世上电阻率小的。因为它的电阻率,电子跑的速度极快,因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。(Via 百科)

注:上为 IBM 石墨烯芯片

简单来说,石墨烯是由碳原子组成的单层石墨,是只有一个碳原子厚度的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜(按:早的石墨烯就是用胶带一层一层地把石墨变薄而获得的),具有非常好的导热、电导、透光,而且具有度、超轻薄、超表等特,因而被誉为“超级”。

凭借着多方面的优良特,石墨烯的用途也非常广泛,可以被应用于锂离子电池电极、薄膜晶体管、传感器、半导体器件、复合制备、透明显示触摸屏等方面。上文所提到的“石墨烯电池”就是其主要的用途之一。

石墨烯电池的卢山真面目

近年来,上关于石墨烯电池的多且杂,一些媒体甚至将石墨烯电池宣传为“锂电池的颠覆”。实际上并非如此。

首先,我们要清楚一个概念,所谓石墨烯电池并非整个电池都用石墨烯制作,而是在电池的电极使用石墨烯。

另外,石墨是锂离子电池中常用的负极,充电时,Li 嵌入到石墨层间形成层化合物,Li 嵌入时,每个石墨层都嵌入一层 Li,对应化合物 LiC6,理论比容量为 372mAh/g。当每片单层石墨都以杂乱无章的方式排列,则在单层石墨的两侧表面都可以结合 Li,理论比容量了一倍,即 744mAh/g。

由于石墨烯的缺陷位、片层边缘及石墨烯堆积形成的微孔结构都可以存储 Li。也就是说,在理论上石墨烯电极可能有超过石墨两倍的比容量。

注:上为复合电极结构

除此之外,如果将石墨烯和 SnO2,Mn3O4,CuO 等电导率比较低的正极、负极纳米进行复合,如 Li4Ti5O12、TiO2、LiFePO4 等,或许将锂离子电池的循环能。金属研究所曾在 PNAS 发表,将正极 LiFePO4 和负极 Li4Ti5O12 分别与石墨烯复合,制备了 LiFePO4-石墨烯 / Li4Ti5O12- 石墨烯为电极的具有高充放电速率的柔锂离子电池,石墨烯作为锂离子及电子的通路,同时起到了导电和集流体的作用。

如果将石墨烯和炭黑混合后作为导电加入锂电池,或许可以有效降低电池内阻,电池倍率充放电能和循环寿命,而且电池的弯折对充放电能没有影响。而华为、高通此前通过大电流密度下充放电实现快速充电的做法电池寿命损失很大,尽管这一缺点在近年来已经改进了不少。相比之下,石墨烯电池的快速充电并不会像削减电池寿命,而且更有技术层面的。

小结

总而言之,从现今石墨烯技术的实际应用以及技术水平来看,对石墨烯的很多描述目前还仅存于理论层面,还远远未成熟到可以大规模商业应用的阶段。

仅从石墨烯电池的角度来说,其能量密度在理论上能得到大幅甚至翻倍,但迄今为止,石墨烯电池在实际应用中的能量密度非常有限。另一方面,由于石墨烯电池中的储能物质依旧是锂离子,所以石墨烯电池并非像流传的那样是对锂电池的颠覆。

石墨烯电池虽在锂电池的充放电速率和锂电池的寿命方面具有突破意义,但无论是各大手机厂商,还是消费者,都应该对此保持理智的态度。

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本文标题:华为石墨烯电池技术突破(中国石墨烯之父落地时间)

发布地点:广东