石墨烯由sp2雜化碳原子連接而成,是二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)晶體,電子可以自由移動,電子傳輸性能良好。石墨烯在鋰電池中的應(yīng)用主要涉及電池正極材料、負極材料以及導(dǎo)電劑三個方面。在石墨烯作為電池正極材料時,利用表面含氧官能團等優(yōu)勢提高鋰離子電池的倍率性能,且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性;作為電池負極材料時,獨特納米片層結(jié)構(gòu)可以構(gòu)建有效“點—面”導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),提供存儲空間,提高比容量并進一步實現(xiàn)快速充電放電;作為導(dǎo)電劑使用,以石墨烯為添加劑加入到傳統(tǒng)導(dǎo)電劑中,可以顯著提高鋰電池中鋰離子的嵌鋰速度,提升導(dǎo)電劑的導(dǎo)電、放電性能,改善循環(huán)。石墨烯由sp2雜化碳原子連接而成,是二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)晶體,電子可以自由移動,電子傳輸性能良好。石墨烯在鋰電池中的應(yīng)用主要涉及電池正極材料、負極材料以及導(dǎo)電劑三個方面。在石墨烯作為電池正極材料時,利用表面含氧官能團等優(yōu)勢提高鋰離子電池的倍率性能,且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性;作為電池負極材料時,獨特納米片層結(jié)構(gòu)可以構(gòu)建有效“點—面”導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),提供存儲空間,提高比容量并進一步實現(xiàn)快速充電放電;作為導(dǎo)電劑使用,以石墨烯為添加劑加入到傳統(tǒng)導(dǎo)電劑中,可以顯著提高鋰電池中鋰離子的嵌鋰速度。石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm/(V·s),這一數(shù)值超過了硅材料的10倍。廣西石墨烯項目
中科院金屬研究所沈陽材質(zhì)科學(xué)國家(聯(lián)合)實驗室科研人員運用化學(xué)氣相沉積法制備出石墨烯三維網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造材質(zhì),一舉攻陷石墨烯制備難題,將石墨烯制備帶入產(chǎn)量高、生長面積大的新時代。這一突破不久前入選了2011年度中國科學(xué)**進展。為了揭露石墨烯這一隱秘材質(zhì)的面紗,新聞記者日前采訪了中科院金屬所的科研人員。據(jù)介紹,石墨烯是一種新型碳材質(zhì),為單層碳原子緊密堆積而成的二維蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)。石墨烯的導(dǎo)電性極好,在射頻晶體管、超靈敏傳感器、柔性透明導(dǎo)電薄膜、***和高導(dǎo)復(fù)合材料、高性能鋰離子電池組和超級電容器等方面展現(xiàn)出極大的應(yīng)用潛力,成為全人類目前已知的強度**高的物質(zhì)。它不*可以開發(fā)制造出薄如紙片的超輕型飛機材質(zhì)、超韌性的防彈衣,甚至還能為將來制造“太空電梯”纜線敞開期望之門。但是,繁復(fù)的制造工藝阻撓著石墨烯的普遍使用。高質(zhì)量石墨烯的大量制備以及把石墨烯片組裝成具備特定構(gòu)造的材質(zhì)對綜合利用石墨烯的眾多不錯特性、實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用具備極度關(guān)鍵的含義。據(jù)該所科研人員介紹,他們在石墨烯三維體材質(zhì)的宏量制備和應(yīng)用中使用泡沫金屬作為生長基體,運用化學(xué)氣相沉積法方式制備出兼具三維連接網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的泡沫狀石墨烯體材質(zhì)。廣西石墨烯項目氧化石墨烯分散液(SE3122、SE3522)。
石墨烯電池優(yōu)點:1、應(yīng)用領(lǐng)域范圍比較廣,大量會采用應(yīng)用在移動終端、航天工程、新能源電池行業(yè)領(lǐng)域。2、根據(jù)高導(dǎo)電的性能、強度、超輕薄等優(yōu)點,石墨烯在航天行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)勢也是極其明顯的。不久前美利堅共和國NASA開發(fā)設(shè)計出應(yīng)用領(lǐng)域于航天行業(yè)領(lǐng)域的石墨烯溫度傳感器,就散賣能非常好的對宇宙高空大層中的營養(yǎng)元素、航天飛機上的塌轎功能性缺點等開展檢驗。而石墨烯在超輕型飛機材料等潛在性應(yīng)用領(lǐng)域上也將充分調(diào)動更至關(guān)重要的用途。3、石墨烯是當今世界導(dǎo)電的性能較合適的材料,在傳統(tǒng)性的手機鋰離子電池中添加了石墨烯復(fù)合材料導(dǎo)電的性能粉末,增強了電池的倍率蓄電池充放電性能指標和循環(huán)往復(fù)應(yīng)用時限。4、安全可靠比較穩(wěn)定,新型石墨烯聚碳電容電池,沖滿電時用射釘器打,使其短路故障,任何的化學(xué)反應(yīng)也沒有;擺放在火上燒,也不會發(fā)生事故。
在聲學(xué)領(lǐng)域,利用石墨烯材料極低的質(zhì)量密度、極薄的厚度以及極高的機械強度的優(yōu)異特性,其可作為振膜應(yīng)用于發(fā)聲器件中,可獲得優(yōu)異的頻譜特性。第六元素研發(fā)的石墨烯振膜,經(jīng)過客戶測試,該石墨烯發(fā)聲器件具有非常好的頻譜特性,保真度高。掛脖藍牙耳機采用的是石墨烯振膜有薄且強韌的特點,精確傳遞聲音又不會過薄變形。其實石墨烯同樣也是一種可以用來做振膜的材料。相信不少人都知道,石墨和鉆石其實是同樣的碳元素物質(zhì)。石墨烯同樣也是一種天然的材料,但是也就是近年才真正有技術(shù)能真正人工分離石墨烯,并且應(yīng)用在材料方面。傳統(tǒng)的塑膠pv材料的振膜,并不足夠滿足復(fù)雜多樣的聲音同時呈現(xiàn),新的石墨烯材料由于具備較好的韌性和強度,所以稱為了耳機振膜新的選材。由于超輕超薄形變以后還能輕易恢復(fù),滿足耳機用不高的功率驅(qū)動振膜產(chǎn)生復(fù)雜的聲音。常州第六元素研發(fā)生產(chǎn)的石墨烯礦用托輥復(fù)合材料。
作為黃銘的配套商成都嘉好集團所屬的投資63億的“博力迅”菱形大容量鋰電池早就開建。因此德陽基本實現(xiàn)了電池組高容量、高功率、高安全性的目標,但還不能化解充電時間疑問和壽命疑問了。鋰離子電池組只能充放電5000次。鋰電池的壽命是“5000次”,充電的時間長要5小時,5小時對于跑長途的汽車乘務(wù)來說是不可以忍耐的。因此,金路在石墨烯方面聯(lián)手中科院的研發(fā)方向就是化解電池組的充電時間疑問和壽命疑問,找到“石墨烯與磷酸鐵鋰”結(jié)合路徑并且制備鋰電池材質(zhì)。目前早已成功,打算量產(chǎn)(早已公告)。石墨烯與磷酸鐵鋰”結(jié)合材質(zhì)電池組,過電電流300安提高為1500安以上,實現(xiàn)強電流迅速充電,充電時間5小時縮短為1分鐘,容量更加大愈發(fā)安全。因此,金路石墨烯鋰電池材質(zhì)正好又成為黃銘納米鋰電池材質(zhì)的上游材質(zhì),“金路石墨烯磷酸鐵鋰-----黃銘納米----博力迅菱形大容量鋰電池”互為依托互為配套,德陽可謂眼光獨到!毋庸置疑,石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性。安徽石墨烯導(dǎo)電劑
與鉛酸電池相比,石墨烯電池的充放電次數(shù)是鉛酸電池的兩倍或三倍。廣西石墨烯項目
溶劑剝離法的原理是將少量的石墨分散于溶劑中,形成低濃度的分散液,利用超聲波的作用破壞石墨層間的范德華力,此時溶劑可以插入石墨層間,進行層層剝離,制備出石墨烯。此方法不會像氧化-還原法那樣破壞石墨烯的結(jié)構(gòu),可以制備高質(zhì)量的石墨烯。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的產(chǎn)率比較高(大約為8%),電導(dǎo)率為6500S/m。研究發(fā)現(xiàn)高定向熱裂解石墨、熱膨脹石墨和微晶人造石墨適合用于溶劑剝離法制備石墨烯。溶劑剝離法可以制備高質(zhì)量的石墨烯,整個液相剝離的過程沒有在石墨烯的表面引入任何缺陷,為其在微電子學(xué)、多功能復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的應(yīng)用前景。缺點是產(chǎn)率很低。廣西石墨烯項目