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石墨烯在电池及能源领域的应用前景分析

北极星储能网  来源:烯碳资讯  作者:刘冠伟  2016/3/11 11:42:23  我要投稿  

北极星储能网讯:经烯碳资讯邀请,今天我要写一篇关于石墨烯的文章,主要内容是该材料在储能领域的发展现状以及前景分析。该文的一大写作初衷是回应志阳科技的宫非宫总之前发表的文章“唱衰和捧杀石墨烯的都闭嘴 权威回答在这里”。这篇文章前段时间在网络上很火,我个人与宫总也是朋友,我们经常在微信等地一起讨论石墨烯与能源领域的各种技术问题,非常敬佩宫总认真、实干的精神以及过硬的专业背景。因此此次应烯碳资讯邀请,特此撰写这篇文章,继续与宫总就石墨烯在能源领域的应用展开探讨,发表一些个人浅见,欢迎业内外朋友前来讨论,拍砖。

结合宫总的文章,我这篇文章主要分为三个部分,也是宫总都有谈到的三部分:一是石墨烯在电池领域的应用,二是在能源领域的应用,三是结合实际应用新闻,谈谈石墨烯未来的发展。

不过在剖析具体问题之前,我们先要来看一下石墨烯在科研与工业界的整体状况。

科研与工业界的整体状况:

石墨烯的应用可以且不应仅限于电池领域中

首先,宫总在文章中介绍了石墨烯在过去几年科研界中的整体情况:“的确,石墨烯在过去几年很抢眼,随手翻翻有关石墨烯应用在能源的文献与专利就不胜枚举。聚焦纳米技术的权威网站Nanotechweb,2009年首次报导了石墨烯材料,石墨烯在该网站 best of 2009的5篇中独占2篇,此后2010年 (2篇)、2012年 (4篇)、2014年 (1篇),此网站的best of years,石墨烯都占有篇幅,而与电池相关的只有2010年一篇石墨烯超级电容的报导,其余都是石墨烯在导电、透明性、导线线材的应用。”

由上不难看出:在科研顶尖领域中,石墨烯的突破进展报导其实一直都不仅限于电池/电容领域,在很多其它的功能性领域,一直都有着很多的应用希望,比如导电材料、透明材料、柔性材料、半导体等。当然了,在科研界,石墨烯往锂硫、锂电、超级电容等方面的应用的科研进展一直都有,但是真能称的上是完全的颠覆性突破的进展并不算太多,尤其是在最传统的锂离子电池领域。实际上,石墨烯具有很多的功能,笔者也一直认为没有必要把石墨烯的所有注意力都放在锂离子电池上,在超级电容、锂硫、乃至各种新型电子、半导体器件领域石墨烯应该都是大有可为的。

另外在这里我要纠正一个概念错误,就是“石墨烯是最硬的材料”。目前科学界内公认的最硬的材料仍然是金刚石材料,其次是c-BN,与石墨烯关系不大。

石墨烯在电池领域的应用哪些是胡说八道的?

针对石墨烯在电池领域的应用,宫总首先回答了:“石墨烯用在锂电池中是不可能做到“石墨烯电池充电10分钟跑1,000公里的”。实际上,这也是目前电池科研与工业界中的公认事实,目前的锂电池技术体系已经基本建成,公认性能最优的松下、三星的电池也不可能达到这样的性能。截止到目前,石墨烯仍然并没有在电化学原理上提示出任何颠覆性的改变现有电池技术的可能性,因此基于该类技术声称技术发生革命性的颠覆的消息可信度不大,但是基于石墨烯的一些优异特性,实现电池的性能提升还是可行的,尤其是倍率特性。

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