1石墨烯电池的发展前景新型石墨烯电池实验阶段的成功无疑将成为电池行业新的发展点。电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛，电池行业正处于铅酸电池和传统锂电池发展都遭遇瓶颈的阶段。石墨烯储能设备研发成功后，如果能够量产，将给电池行业乃至电动车行业带来新的变革。石墨烯因其独特的特性被称为“神奇材料”，科学家甚至预言它将“彻底改变21世纪”。曼彻斯特大学副校长科林贝利教授说：“石墨烯有可能彻底改变大量应用，从智能手机和超高速宽带到药物输送和计算机芯片。”最近，美国加州大学洛杉矶分校的研究人员开发出了一种基于石墨烯的微型超级电容器。这种电容不仅外形小巧，而且充电速度是普通电池的1000倍。它可以在几秒钟内为手机甚至汽车充电，还可以用来制造更小的设备。石墨烯微石墨烯超级电容器技术的突破，可以说给电池带来了革命性的发展。制造微型电容器的主要方法是光刻，需要大量的人力和成本，阻碍了产品的商业化应用。但是只有一个普通的DVD刻录机，即使在家里，也可以用廉价的材料在30分钟内在一张CD上制作100多个微型石墨烯超级电容器。看到石墨烯的应用前景，许多国家都成立了石墨烯相关技术的研发中心，尝试将石墨烯商业化，进而在工业、科技、电子等领域获得潜在的应用专利。欧盟委员会将石墨烯视为“未来新的旗舰技术项目”，设立专项研发计划，未来10年拨款10亿欧元。英国政府还投资建立了国家石墨烯研究所(NGI)，试图在未来几十年内让这种材料从实验室进入生产线和市场。中国在石墨烯研究方面也有独特优势。从生产上看，石墨作为石墨烯生产的原料，在国内储能丰富，价格低廉。此外，量产和规模化生产是阻碍石墨烯大规模商用的主要因素。采用化学气相沉积法成功制造出国内首款15英寸单层石墨烯，并将石墨烯透明电极成功应用于电阻式触摸屏，制备出7英寸石墨烯触摸屏。中国科学院重庆绿色智能技术研究所的研究人员正在展示单层石墨烯产品的超级透光性和柔韧性。由于石墨烯具有难以想象的导电性，石墨烯电池的概念成为突破电池技术瓶颈的救命稻草。尤其是国内电动车行业，每一次技术突破都与石墨烯电池挂钩。随着研究的深入，技术难题的相继攻克，应用范围的拓宽，我们相信石墨烯器件的时代已经不远了，也可以期待这种“21世纪的神奇材料”会带来怎样的惊喜。《石墨烯电池将被改造：充电10分钟后1000 km》报道称，西班牙石墨烯纳米公司(一家以工业规模生产石墨烯的公司)与西班牙科尔多瓦大学合作，研发出第一款石墨烯聚合物电池。它的存储容量是市场上最好产品的三倍，由这种电池驱动的电动汽车可以行驶1000公里，但它的充电时间不到8分钟。虽然这种电池具有各种优异的性能，但其成本并不高。据石墨烯纳米相关负责人介绍，这种电池的成本将比锂电池低77%，完全在消费者的承受范围内。此外，石墨烯有望在汽车燃料电池等领域带来革命性进展。华为石墨烯基电池的突破主要来自三个方面。首先在电解液中加入特殊的添加剂，去除微量的水，避免电解液高温分解。第二，改良的大单晶terna 制作了一个实验电路，电路中含有LED，并通过导线连接到带状石墨烯上。他们只是将石墨烯放入氯化铜溶液中进行观察。指示灯亮起。其实他们需要6个石墨烯电路串联起来，才能产生所需的2V，才能让LED灯发光，才能得到这张图。徐子涵和他的同事说，这里发生的事情是，铜离子带双正电荷，通过溶液的速度约为每秒300米，因为溶液在室温下的热能。当离子猛烈碰撞到石墨烯带时，碰撞会产生足够的能量，使离位电子离开石墨烯。电子有两种选择：可以离开石墨烯带与铜离子结合，也可以穿过石墨烯进入电路。原来，流动的电子在石墨烯中的速度比它们在溶液中的速度快，所以电子会自然地选择一条路径，穿过电路。正是这一点点亮了LED灯“释放的电子倾向于穿过石墨烯表面，而不是进入电解液。这就是设备产生电压的方式，”徐子涵说。所以这个设备产生的能量来自于周围环境的热量。他们可以增加电流，只需加热溶液，或使用超声波来加速铜离子。他们的石墨烯电池仅靠周围的热量就可以连续运行20天。然而，有一个重要的问号。另一种假设是，某种化学反应产生电流，就像普通电池一样。然而，徐子涵和他的同事说，他们排除了这一点，因为进行了几组控制实验。不过这些在一些补充资料里有介绍，arXiv的网站上好像没有。他们需要在其他人做出严肃声明之前将其公之于众。从表面价值来看，这似乎是一个非常重要的成就。其他人也在石墨烯中产生了电流，但只是让水流过，所以这并不奇怪。移动的离子也会有这样的效果。这表明清洁的绿色电池仅由环境热量驱动。徐子涵和他的同事说，“这代表着一个巨大的突破，这项研究是自动驾驶技术”。3石墨烯电池容量的影响从微观上看，电池的充放电过程实际上是阳离子在电极中“嵌入”和“脱离”的过程。因此，如果电极材料中的孔越多，这个过程进行得越快。从宏观上看，电池的充放电速度越快。石墨烯的微观结构是由碳原子组成的网络结构。由于其极薄(只有一层原子的厚度)，阳离子的运动受到的限制非常小。同时，由于其网状结构，石墨烯制成的电极材料也具有足够的空穴。从这方面来说，石墨烯无疑是一种非常理想的电极材料。美国纽约RensselaerPolytechnicInstitute(RPI)研究人员的研究表明，如果将石墨烯用作电池的阳极材料，其充放电速度将比锂离子电池快10倍。