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標(biāo)題: 石墨烯超級電池 充電5秒通話2小時 [打印本頁]
作者: 面壁深功 時間: 2017-12-26 08:26
標(biāo)題: 石墨烯超級電池 充電5秒通話2小時
本帖最后由 面壁深功 于 2017-12-25 17:37 編輯
浙大研制出新型鋁-石墨烯超級電池 充電5秒通話2小時
近日，浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系高超團隊研制出的新型鋁-石墨烯電池。這種電池可以在零下40攝氏度到120攝氏度的環(huán)境中工作，可謂既耐高溫，又抗嚴(yán)寒。在零下30攝氏度的環(huán)境中，這種新型電池能實現(xiàn)1000次充放電性能不減，而在100攝氏度的環(huán)境中，它能實現(xiàn)4.5萬次穩(wěn)定循環(huán)。這種新型電池是柔性的，將它彎折一萬次后，容量完全保持；而且，即使電芯暴露于火焰中也不會起火或爆炸。
最新研發(fā)的石墨烯—鋁電池，它的正極是石墨烯薄膜，負極是金屬鋁。把兩片電池串聯(lián)在一起，就能點亮一組LED燈。經(jīng)過測試，石墨烯正極的比容量達到120mAh/g（毫安時每克），在25萬次充放電循環(huán)后仍能保持91%的容量；同時其倍率性能優(yōu)異，快速充電可1.1秒內(nèi)充滿電，仍具有111mAh/g的可逆比容量。
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鋁-石墨烯電池點亮了印有“ZJU120”的LED燈串相比于鋰電池，高超課題組研發(fā)的鋁-石墨烯電池展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢：一般電池隨著反復(fù)充放電，比電容量會不斷降低，這就是俗話說的‘不耐用’。
但這塊長相“毫不起眼”的鋁-石墨烯電池在這一點上則表現(xiàn)優(yōu)異。如果把一次充電—放電作為一次循環(huán)，這種電池經(jīng)歷25萬次循環(huán)，比電容量仍高達91%，幾乎沒有損失。
如果智能手機用上這種電池，每天哪怕充電10次，也能用上近70年。
“這種鋁—石墨烯‘超級’電池，倍率性能和循環(huán)壽命遠遠超過其他電池，比超級電容器具有更高的能量密度，相當(dāng)?shù)谋堵市阅芎脱h(huán)壽命。”高超說。
鋁電池體系邁出一大步鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素，廉價安全，在電池制備中是一種理想的負極材料。但是多年來，鋁電池的整體性能仍然比不上鋰離子電池和超級電容器。關(guān)鍵問題是要設(shè)計出能與鋁匹配、高效工作的正極材料，才能真正發(fā)揮出色的電化學(xué)性能。
2015年，斯坦福大學(xué)的戴宏杰課題組在Nature雜志發(fā)表工作，采用高溫裂解石墨泡沫來制作正極，首次實現(xiàn)了比容量較高且可長循環(huán)的鋁離子電池。高超課題組受此啟發(fā)，嘗試用石墨烯膜來制作鋁電池的電極。
經(jīng)過一年半摸索和積累，高超團隊提出了石墨烯正極材料的“三高三連續(xù)”設(shè)計原則。
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“三高三連續(xù)”設(shè)計原則“電池的性能，關(guān)鍵取決于電子和離子在正極和負極之間‘奔跑’的狀態(tài)。”高超說，電極材料要讓盡可能多的電子和離子暢通地奔跑，或者快速‘歸位’。如果路不夠多或者道路擁擠，性能就會受到影響。“三高”指微觀結(jié)構(gòu)的高質(zhì)量、高取向、高孔道率；“三連續(xù)”指宏觀結(jié)構(gòu)上有連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)、連續(xù)的離子傳輸通道和連續(xù)的離子嵌層通道。
這一設(shè)計原則讓鋁—石墨烯電池的性能向前邁出一大步。之前，鋁電池的比容量一直在60mAh/g左右徘徊，可反復(fù)充放電次數(shù)也在數(shù)千次以內(nèi)。
作者: qq642446015 時間: 2017-12-26 08:34
手機又要漲價了
作者: 周震 時間: 2017-12-26 08:34
如果真的應(yīng)用到實際，那就方便了~~
冬天也不怕電瓶車沒電了~
作者: money 時間: 2017-12-26 08:48
好消息呀，電動汽車完全可以替代汽油車了
作者: tsaohuan 時間: 2017-12-26 09:08
我看到是2016年就有澳大利亞一個大學(xué)的人研究出來這種超級電池
作者: 進擊的甲殼蟲 時間: 2017-12-26 09:11
如果真的用到實際，電動車將有質(zhì)的提升
作者: 撒打算23q 時間: 2017-12-26 09:15
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作者: wlq129 時間: 2017-12-26 09:26
實驗室狀態(tài)轉(zhuǎn)化到實際應(yīng)用還有好長的路要走！
作者: 受不了了 時間: 2017-12-26 12:10
能量密度過高，就是一炸彈了，所以不會允許小體積的這種電池出現(xiàn)
作者: 韓寒11 時間: 2017-12-26 21:58
只要不會引起污染的電池都值得推廣
作者: 一重科技 時間: 2017-12-27 15:01
早點投入使用才是王道，目前，畢竟只是理論實驗，距離投產(chǎn)，還有很長的路要走的。
作者: czk2003110 時間: 2017-12-30 20:26
這種所謂的高效奔跑對于鋰離子而言，將會使有更高的能量通過能力，可是，發(fā)熱也會上升，更重要的是，鋰離子活躍性也相應(yīng)的高度散失，我覺得最好的方式，是對鋰離子進行合理的組織排列使得正負極具有有良好的排序能力才是最好的方式，這種開閘放水的形式，并不是最佳方案
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