钜大LARGE | 点击量：2303次 | 2019年05月29日
用石墨烯制造锂离子电池中的阳极或阴极
虽然我们的电子产品越来越小，功能也越来越强大，但商用电池的发展却没有跟上步伐。
大多数人都听说过锂离子电池。它们几乎存在于所有的移动电子设备中——从你的手机和笔记本电脑，到飞机甚至宇宙飞船上的备用电源。
然而，令人惊讶的是，尽管需求巨大，锂离子电池的基本设计在最近几年仍然大体相似。电池寿命往往是许多现有和实验应用的制约因素。这对于电动车等未来技术的发展，以及风能和太阳能等可再生能源的高容量存储都是至关重要的。
事实上，由于开发新电池的进展相对缓慢，许多电子产品制造商开始试图降低或维持产品的电力需求，以寻求一种平衡。
这并不是说没有对新能源储存技术的研究。事实上远非如此。在过去的几十年里，这一领域的研究呈爆炸式增长。不出所料，其中很大一部分都是围绕着改进锂离子电池展开的。新的“神奇材料”石墨烯也被认为是解决这一问题的关键。石墨烯具有许多有趣的特性，这使得研究人员建议要么修改锂离子电池的组件，要么使用石墨烯作为储能介质，作为有前途的解决方案。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
石墨烯还被用于开发电力需求极低的电子设备。这是可能的(部分原因)，因为纯石墨烯在室温下的电阻率是所有已知材料中最低的——由纯石墨烯制成的器件比任何其他材料(在室温下)的导电效率更高。因此，很少有能源被浪费。
用石墨烯制造的设备不会遇到当前电子产品所面临的加热问题——它们可以在温度几乎没有上升的情况下无限运行。
高温对电子设备有害;这意味着能源正在被浪费，而且随着温度的升高，它往往会进一步降低设备的效率。纯石墨烯实际上消除了这类能量损失，这使得用它生产的设备非常节能。对于消费类电子产品来说，这可能意味着更强大的设备和更长的电池续航时间——这是一个双赢的局面。
此外，研究表明，使用石墨烯替代或增强锂离子电池组件，可以显著提高电池的能量密度和寿命。一种流行的技术是用石墨烯制造锂离子电池中的阳极或阴极。下一个电池可能是超级电容器。
石墨烯可以帮助电池在移动过程中充电
各种尺寸的超级电容器
另一种技术是利用石墨烯本身作为储能介质。这种电池已被用于制造超级电容器——可能是锂离子电池未来最强的竞争对手，而锂离子电池的使用需要非常快的充电时间，比如电动车。这可以说是他们的关键特征。
超级电容器从完全放电到充满电比锂离子电池快几个数量级。在这种情况下，石墨烯的大面积是很重要的，因为可以储存的电荷量与石墨烯原料的表面积有关。所以石墨烯是理想的。尽管超级电容器有潜力挑战无处不在的锂离子电池，但目前的超级电容器总是太大、太贵，无法替代它们在相同的作用。然而，原型表明超导体可能在不久的将来满足替换传统电池的必要要求。最终，这些原型机的挑战在于大规模生产的能力，以满足消费电子行业的需求。
迄今为止，基于石墨烯的解决方案一直难以大规模生产，这在一定程度上要归功于分离高质量石墨烯的难度。尽管如此，能源储存和节能技术的前景还是光明的。无论石墨烯最终是否在这场革命中发挥作用，很明显，对这些技术的研究最终将导致引入更廉价、更耐用、容量更高的产品。
毫不夸张地说，下一代能源存储设备将带来一场能源革命，这可能有助于迎来全电动汽车时代、大规模可再生能源发电时代以及我们对化石燃料的依赖的终结。
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