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石墨烯为锂电池突破性发展带来了可能

2015-12-23 09:53:00

 

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近日,有消息表示华为最新旗舰智能手机Mate8搭载了石墨烯电池,续航能力大幅提升。然而,在Mate8发布会现场,余承东对石墨烯电池只字不提,因此,这也被业界质疑华为用石墨烯做噱头为新手机造势。

专 家表示,石墨烯电池是指在电池的电极中采用石墨烯材料,理论上石墨烯电池可能有超过传统电池(在电极中使用石墨)两倍的比容量,且将大幅缩短电池的充电时 间。因此,石墨烯的出现,为锂电池突破性发展带来了可能。但其也有明显的弊端,如石墨烯当前成本高、量产能力弱、以及发挥上述优势需要大体积等。

据外媒近日消息,化学教授克莱尔˙格雷和她的团队前不久攻克了锂空气电池开发中的技术难关。

报道称,如果能把该技术从实验室的演示品转变为商品,那么汽车只充一次电就能从伦敦驶到爱丁堡(两地相距约650公里),所用电池的成本和重量却只有今日电动汽车所用锂电池的1/5。

格雷教授表示:“我们取得的成就使这项技术向前迈出了重要一步,预示着全新的研究领域。我们仍未全盘解决这一化学机制所固有的问题,但我们的成果确实揭示了前行的道路。”

和目前的可充电电池中盛行的锂离子技术相比,锂空气电池理论上可存储的能量要多得多,以至于全球的研究人员都在开展锂空气电池的研究。

发表在美国《科学》周刊上的一篇研究论文显示,剑桥的这个团队攻克了这种技术中的部分实际问题——尤其是化学上的不稳定问题。此前,由于这种化学上的不稳定,锂空气电池会显示出性能迅速衰退的现象。

锂空气电池的基本化学原理十分简单。这种电池通过锂和氧结合成过氧化锂实现放电,再通过施加电流逆转这一过程而完成充电。如何可靠地令上述反应反复发生是该技术面临的挑战。剑桥的科学家对相关化学过程做了调整以提高其可控性。比如,他们将过氧化锂转变为更易处理的氢氧化锂,还向系统中添加了碘化锂,并用石墨烯制作了渗透性极好的“蓬松”电极。所谓石墨烯,是12年前曼彻斯特大学发现的一种碳的同素异形体。

研究人员表示,剑桥实验室中展示的电池系统效率达90%,可充电2000次。不过他们表示,可能至少还需10年的工作才能将该电池变为可用于汽车和电网蓄电的商业电池。电网蓄电装置用于存储太阳能和风能发电站间歇发出的电力,以便在需要的时候使用。

格雷教授表示:“我们获得了该技术的专利,其知识产权归剑桥大学商业化机构剑桥实业所有。我们正与多家公司合作推进这项技术。”

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