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標(biāo)題: 石墨烯超級(jí)電池充電5秒通話2小時(shí) [打印本頁(yè)]

作者: 面壁深功 時(shí)間: 2017-12-26 08:26
標(biāo)題: 石墨烯超級(jí)電池充電5秒通話2小時(shí)
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(jí)電池充電5秒通話2小時(shí)

近日，浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系高超團(tuán)隊(duì)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(shí)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(shí)現(xiàn)4.5萬(wàn)次穩(wěn)定循環(huán)。這種新型電池是柔性的，將它彎折一萬(wàn)次后，容量完全保持；而且，即使電芯暴露于火焰中也不會(huì)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(fù)極是金屬鋁。把兩片電池串聯(lián)在一起，就能點(diǎn)亮一組LED燈。經(jīng)過(guò)測(cè)試，石墨烯正極的比容量達(dá)到120mAh/g（毫安時(shí)每克），在25萬(wàn)次充放電循環(huán)后仍能保持91%的容量；同時(shí)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(diǎn)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(shì)：一般電池隨著反復(fù)充放電，比電容量會(huì)不斷降低，這就是俗話說(shuō)的‘不耐用’。

但這塊長(zhǎng)相“毫不起眼”的鋁-石墨烯電池在這一點(diǎn)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(wàn)次循環(huán)，比電容量仍高達(dá)91%，幾乎沒(méi)有損失。

如果智能手機(jī)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(jí)’電池，倍率性能和循環(huán)壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他電池，比超級(jí)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(shuō)。

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(jià)安全，在電池制備中是一種理想的負(fù)極材料。但是多年來(lái)，鋁電池的整體性能仍然比不上鋰離子電池和超級(jí)電容器。關(guān)鍵問(wèn)題是要設(shè)計(jì)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(lái)制作正極，首次實(shí)現(xiàn)了比容量較高且可長(zhǎng)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(lái)制作鋁電池的電極。

經(jīng)過(guò)一年半摸索和積累，高超團(tuán)隊(duì)提出了石墨烯正極材料的“三高三連續(xù)”設(shè)計(jì)原則。

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“三高三連續(xù)”設(shè)計(jì)原則“電池的性能，關(guān)鍵取決于電子和離子在正極和負(fù)極之間‘奔跑’的狀態(tài)。”高超說(shuō)，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(huì)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(jì)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(shí)間: 2017-12-26 08:34
手機(jī)又要漲價(jià)了

作者: 周震 時(shí)間: 2017-12-26 08:34
如果真的應(yīng)用到實(shí)際，那就方便了~~
冬天也不怕電瓶車沒(méi)電了~

作者: money 時(shí)間: 2017-12-26 08:48
好消息呀，電動(dòng)汽車完全可以替代汽油車了

作者: tsaohuan 時(shí)間: 2017-12-26 09:08
我看到是2016年就有澳大利亞一個(gè)大學(xué)的人研究出來(lái)這種超級(jí)電池

作者: 進(jìn)擊的甲殼蟲(chóng) 時(shí)間: 2017-12-26 09:11
如果真的用到實(shí)際，電動(dòng)車將有質(zhì)的提升

作者: 撒打算23q 時(shí)間: 2017-12-26 09:15
sbsbsbsbsbsbsbsbsbsbsb

作者: wlq129 時(shí)間: 2017-12-26 09:26
實(shí)驗(yàn)室狀態(tài)轉(zhuǎn)化到實(shí)際應(yīng)用還有好長(zhǎng)的路要走！

作者: 受不了了 時(shí)間: 2017-12-26 12:10
能量密度過(guò)高，就是一炸彈了，所以不會(huì)允許小體積的這種電池出現(xiàn)

作者: 韓寒11 時(shí)間: 2017-12-26 21:58
只要不會(huì)引起污染的電池都值得推廣

作者: 一重科技 時(shí)間: 2017-12-27 15:01
早點(diǎn)投入使用才是王道，目前，畢竟只是理論實(shí)驗(yàn)，距離投產(chǎn)，還有很長(zhǎng)的路要走的。

作者: czk2003110 時(shí)間: 2017-12-30 20:26
這種所謂的高效奔跑對(duì)于鋰離子而言，將會(huì)使有更高的能量通過(guò)能力，可是，發(fā)熱也會(huì)上升，更重要的是，鋰離子活躍性也相應(yīng)的高度散失，我覺(jué)得最好的方式，是對(duì)鋰離子進(jìn)行合理的組織排列使得正負(fù)極具有有良好的排序能力才是最好的方式，這種開(kāi)閘放水的形式，并不是最佳方案

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