手机石墨烯电池的研究成功了吗?什么时候可以大规模用于手机?
消息一出,全网掀起一波石墨烯热。大家讨论用石墨烯电池的手机续航能力有多强,石墨烯概念股也很受欢迎。整个电子行业仿佛被打了鸡血,大家都在期待石墨烯时代的到来。
然而,几个小时后,华为官方给热血的消费者和投资者泼了一盆冷水:“华为法国官方发布的消息是错误的,P40没有配备石墨烯电池。”虽然被证实是假新闻,但是石墨烯电池并不是编出来的概念名词,而是大部分电池能源公司的方向。
石墨烯是目前热导率最高的材料。如果用石墨烯给锂电池散热,可以进一步提高锂电池的快充速度。在2015第56届日本电池大会上,华为拿出了利用石墨烯为锂电池散热的技术,并展示了可在5分钟内将3000mAh电池充满48%的快速充电技术成果。
如果将石墨烯的散热与石墨烯作为电池正极的技术相结合,将同时提高锂电池的容量和充电速度。
2017年,三星宣布开发出一种使用石墨烯技术的电池。在三星的演示中,这款采用石墨烯技术的手机电池容量提升了45%,12分钟内即可充满电。强大的电池性能显示了石墨烯电池在电子产品中的潜力。
无论如何,石墨烯是锂电池突破的关键。但是石墨烯作为一种新材料,还是太年轻了。每当人类发现一种新材料,总是遵循原理研究——实验室生产——大规模生产——产品的过程。
材料科学不同于其他学科,从原理到产品有很长的实验周期。从目前石墨烯的制造和应用来看,石墨烯还处于早期阶段。虽然2018年全球石墨烯市场已经达到2.73亿美元,并且年均增长率也保持了40%的高增长率,但是大部分生产石墨烯的公司并没有掌握石墨烯量产的技术,生产的高纯石墨烯材料价格在每克1000元以上。
如此昂贵的材料最多只能出现在实验室研究中。如果要把它们商业化,不管技术和产量够不够,光是价格恐怕没人愿意出。石墨烯这种还处于产业化初期的技术,可能再过三到五年都不会出现在电子产品中。
很少有人会相信那些叫嚣石墨烯会马上改变世界的人。
无论如何,石墨烯是锂电池突破的关键。但是石墨烯作为一种新材料,还是太年轻了。每当人类发现一种新材料,总是遵循原理研究——实验室生产——大规模生产——产品的过程。
材料科学不同于其他学科,从原理到产品有很长的实验周期。从目前石墨烯的制造和应用来看,石墨烯还处于早期阶段。虽然2018年全球石墨烯市场已经达到2.73亿美元,并且年均增长率也保持了40%的高增长率,但是大部分生产石墨烯的公司并没有掌握石墨烯量产的技术,生产的高纯石墨烯材料价格在每克1000元以上。
如此昂贵的材料最多只能出现在实验室研究中。如果要把它们商业化,不管技术和产量够不够,光是价格恐怕没人愿意出。石墨烯这种还处于产业化初期的技术,可能再过三到五年都不会出现在电子产品中。
很少有人会相信那些叫嚣石墨烯会马上改变世界的人。
石墨烯电池其实是用来电池散热的,和电池本身有多大关系?
手机发展至今,普通锂电池早已无法满足所有人的需求,轻薄的手机机身也无法容纳更大容量的锂电池,所以现在各大厂商都在大力发展石墨烯电池技术。
现在的时代,手机的锂电池基本维持在3000 mAh左右,正常使用一天就快没电了。即使它们配备了无限充电和超快充,充电率也远不及石墨烯电池。
石墨烯聚合物电池作为一种很有前景的手机电池替代材料,具有导电性强、导热性强、硬度高、韧性高的特点,能量密度是市面上锂电池的3倍以上,使用寿命是普通锂电池的2倍左右。
换句话说,如果我们手机中的电池是石墨烯聚合物电池,那么在相同的机身容量内,电池容量可以从3000 mA提高到至少10000 mA,充电速度也可以提高到仅仅几分钟。
但现在石墨烯电池只存在于实验室,高纯度石墨烯电池的生产工艺和内部结构比普通锂电池要困难得多。即使在实验室研制成功,仍然面临着庞大的产品线成本、量产的质量控制问题和高昂的原材料成本,石墨烯电池很难在短时间内实现商业化。
然而,已经有一些基于石墨烯材料的锂电池。这种电池本质上是锂电池,但因为掺杂了石墨烯材料,散热性更好,导电性更好,充电速度更快。
据悉,石墨烯电池将于2021左右与大家见面。你期待吗?
近年来,智能手机的发展日新月异,智能手机的显示屏尺寸、整体尺寸、摄像头都发生了很大的变化。不过电池没有大的变化。虽然充电速度提高了,电池容量也增加了,但并没有实现大的改变。早在2017年底,三星就获得了一项基于石墨烯的电池解决方案专利。根据Sam Mobile的一份报告,这家韩国巨头可能很快就会用石墨烯取代锂离子电池。令人惊讶的是,插入智能手机只需5分钟,就可以使用一整天。石墨烯球材料将使电池容量增加45%。充电速度也会提升5倍。锂离子电池充满电一般需要一个多小时,石墨烯电池只需要5分钟。而且虽然充电速度更快,但不会影响电池的老化速度。
石墨烯由碳原子紧密结合成六边形或蜂窝状结构组成。石墨烯如此独特的原因是其结构只有一个原子层厚,这本质上使石墨烯片是二维的。这种2D结构产生了非常有趣的特性,包括优异的导电性和导热性、高柔韧性、高强度和低重量。我们对导电性和导热性特别感兴趣,这两种材料实际上优于铜(导电性最强的金属元素)。
(1)超级电容器可以使电池寿命更长,容量更大,并且几乎可以立即充电。
石墨烯作为电池的理想用途是作为“超级电容器”。超级电容器可以像传统电池一样存储电流,但可以快速充放电。锂离子每千克可储存高达180Wh的能量,而石墨烯每千克可储存高达1,000Wh的能量。
(2)石墨烯比锂离子电池具有更高的导电性。这允许更快的充电单元提供高电流。
(2)石墨烯电池也比现在的锂离子电池更轻更薄。
(3)石墨烯更安全。虽然锂离子电池有着良好的安全记录,但也发生过涉及缺陷产品的重大事件。过热、过充、击穿会导致锂离子电池化学失衡失控,进而引发火灾。石墨烯更加稳定、灵活和坚固,对这类问题更有弹性。
(1)领先公司沃尔贝克科技公司实现了如何从碳生成石墨烯。
(2)三星电子开发了使用石墨烯的核心电池技术,使锂离子电池具有更长的使用寿命和更快的充电速度,这是大规模生产的潜在行业里程碑。
(3)华为发布了新的石墨烯增强锂离子电池,可以在更高的温度下保持功能,并提供更长的工作时间。
(4)美国沃尔贝克材料公司发布了一款表带,这是一款轻便灵活的电源,可以连接到任何现有的包式表带上,实现移动充电站。该产品重450克,提供7200毫安时,可能是世界上第一款石墨烯增强电池。
(5)特斯拉也在考虑用石墨烯电池替代现有的锂电池,装备在最新的电动汽车上。
石墨烯被认为是未来最有潜力的材料之一。石墨烯电池的应用将有助于改变智能手机行业。目前生产成本比较高,距离商业化还有很长的路要走,但是对于未来的智能手机、可穿戴设备、电动汽车都很有吸引力。
这是一种行业变革的新技术,是一种必然的方式。是一个值得关注的技术点,前景光明。
以上是我的粗浅看法,欢迎指正,谢谢!
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成本很高,暂时不能用在手机上。等等,电池技术一直无法得到突破,手机性能越来越好,而功耗越来越大,对电池优化要求更高。