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电力大数据:石墨烯到底离我们还有多远?

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论坛元老

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发表于 2017-1-9 08:02:51 |显示全部楼层
  从2004年英国曼彻斯特大学两位科学家发现石墨烯到2016年华为正式将其应用于电池。12年间,石墨烯凭借其强度高、韧性好、重量轻等众多惊人的优良性能被科学家们誉为具有革命性意义的材料”、“二十一世纪的材料之王”。
  长期以来石墨烯这个词似乎一直活跃在前沿科技领域,其上千亿美元的市场价值引来了无数企业不惜投入重金研发应用,然而大多数企业都是无功而返。而石墨烯概念股更是在近年来被炒的火热,那么我们离石墨烯应用到底还有多远?华为的新型电池是否说明石墨烯已经进入商业化阶段了呢?
  有成果不代表已成熟
  有应用而非全面开发
  临近2016年年末,华为集团抛出消息,称华为石墨烯电池研制成功,电池性能大幅度提高。一时间引起国内轰动,被爱国情绪及民族自豪感激发的群众纷纷转发此消息。
  不得不说,我也曾感到一丝兴奋,觉得华为太了不起了,加上网上文章各种添油加醋的宣传,很容易让人产生石墨烯技术难题已攻破的错觉。那么华为石墨烯电池是否只是商业宣传的噱头呢?理性的说,华为的确在电池中加入了石墨烯材料,但其不是应用在负极材料,而是巧妙地将其加入了电解质中,利用石墨烯导热快的特性提升锂离子电池散热效果,进而提升锂电池的性能。
  严格地讲,华为新研发的石墨烯电池其实还是属于锂电池的范围,因为电池电极上并没有使用石墨烯材料提高导电性,更没有直接使用石墨烯材质制作电池主体。
  不过华为的此次应用可以说已经迈出了石墨烯应用的第一步,取得了阶段性成果,但要想完全开发石墨烯的潜力,或许华为还需要攻克更多的技术难题。
  理论何时转为实践
  尚无时间表
  如果完全开发石墨烯,将其加入电池负极材料,理论上可以实现电动汽车充电十分钟续航1000公里。不仅如此,其在航天、太阳能电池板、超级电容等领域都有着颠覆性的应用前景。
  就目前来看,其真正的投入商业应用还是困难重重,其中最主要的就是造价问题,以目前锂电池为例,其负极导电材料炭黑和石墨都是论吨卖的(一吨几万元),而石墨烯却是按克卖的,巨大的成本差距使得石墨烯迈向商业应用显得更加步履艰难。
  其次,如果石墨烯电池真的研制成功,拿电动汽车来说,快速充电在短时间内会产生超大电流,其强度将是民用大功率电器的成百上千倍,即使三峡电站全负荷运转,也只能供应3000辆汽车同时充电,而且现有的输电线路也完全不达标。
  理论与现实目前仍存在鸿沟巨大,如果想使石墨烯完全投入商业应用,不仅在石墨烯材料本身的研发中投入巨大精力,在配套设施研发中同样要投入更多的人力、物力。
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