商用时代即将开启？技术性能仍有待完善_网易新闻
商用时代即将开启？技术性能仍有待完善
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（原标题：商用时代即将开启？技术性能仍有待完善）
最近一段时间以来，有关“华为开启石墨烯商用时代”的消息刷爆了朋友圈，称“该技术的问世，是锂电子电池技术的一项重大突破”。甚至有消息称，“华为将在2016年12月底推出该技术的超级快充手机，届时石墨烯商用时代将正式开启”。然而，业内对此存在不同声音。在相关专业网站中广为流传的《每天刷屏的“石墨烯电池”到底存不存在》一文的作者就认为，在华为的这款电池中，“石墨烯并没有作为电池的正极或负极材料，而仅仅是散热材料，当然，客观来说，这款电池的性能已经很牛逼了，但是跟真正的石墨烯电池相去甚远。”文中还表示，“目前来看，采用石墨烯作为电池材料，仍旧有许多内在以及外在的问题亟需解决”，其中包括成本过高难以接受以及工艺不兼容等问题。
《石墨烯电池商用时代要来了吗？》的作者鲍薇检索相关资料发现，“华为从2012年开始就在我国提交涉及石墨烯技术的专利申请，截至2016年12月，共提交17件专利申请。从技术分布上来看，相关技术主要集中在锂电池正、负极应用，电池散热，石墨烯材料制备，太阳能电池光学应用等领域，但每一分支技术尤其是散热和锂电池负极制备方面的专利申请数量很少。”再进一步分析发现，华为在散热方面的专利申请仅有3件，分别涉及散热填料粉末和石墨烯薄膜等，并没有针对用于锂电池的散热应用。作者据此判断，“华为抗高温石墨烯锂电池成为现实可能还需要一段时日”。&
(原标题：商用时代即将开启？技术性能仍有待完善)
本文来源：南京龙虎网-南京日报
责任编辑：王晓易_NE0011
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中国科学家研制出石墨烯电池？来看看科学杂志原文到底怎么说！
&&来源:&&作者:李浩晨&& 9:46:31&&我要投稿&&
:在这些年里，相信很多人都见过不少关于这样的新闻：&特斯拉也望尘莫及:石墨烯电池充电8分钟可跑1000公里&，&石墨烯充电只需5秒钟&，&韩国发明石墨烯电池，电动汽车充电只需16秒&&&最新的这篇新闻&中国科学家研制出石墨烯超强电池：充电7秒续航35公里&，对里面的一部分内容做了标记，简单地做个评论。18日，记者从中科院上海硅酸盐所获悉，该所科学家已研制出一种高性能&&氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料具有极佳的电化学储能特性，可用作电动车的&超强电池&：充电只需7秒钟，即可续航35公里。相关研究成果已于18日发表在世界顶级期刊《科学》上。超级电容器，是介于传统电容器和电池之间的一种电化学储能装置。由于具有功率密度高、循环寿命长、安全可靠等特点，现已广泛应用于混合电动汽车、大功率输出设备等多个领域。如何让超级电容器兼具高功率、高能量，长期以来科学家并没有找到理想材料。为破解这一难题，中科院上海硅酸盐所联合北京大学、美国宾夕法尼亚大学展开持续攻关。黄富强研究团队最终发现，石墨烯是超级电容器电极的最佳选择。通过反复试验、设计、合成，黄富强研究团队发现，氮掺杂有序介孔石墨烯的性能表现最佳。不仅能实现高能量密度、高功率密度，而且还可以通过使用水基电解液，做到无毒、环保、价格低廉、安全可靠。据介绍，该新型石墨烯超级电容器体积轻巧、不易燃也不易爆，可采用低成本制备，实现规模生产。因性能较铅酸、镍氢等电池有明显的竞争优势，且在快速充放方面又远远优于锂电池，因此该&超级电池&可广泛应用于现有混合电动汽车、大功率输出设备的更新换代。首先来看发表在《科学》杂志上的这篇论文，题目是《Nitrogen-doped mesoporous carbon of extraordinary capacitance for electrochemical energy storage》，翻译过的大致意思是高电容氮掺杂介孔碳在电化学储能上的应用。虽然是Nitrogen-doped，即氮掺杂但没有提到graphene&&石墨烯。读完全文后也会发现研究的材料是ordered mesoporous carbon，即有序介孔炭并非石墨烯。其次，在给出了超级电容器定义的情况下，这篇关于超级电容器材料的研究在记者手下称为电池。在整片论文里写到的数据多是电容、储存比能之类。比如该材料在水性电解质中电容为855 F/g，比一般超级电容要高很多。储存比能能够达到41Wh/kg(19.5 Wh/L)，跟铅酸电池差不多。然而并未出现任何关于充电只需7秒钟，即可续航35公里的内容。
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石墨烯电池商用时代要来了吗？
&&来源:&&作者:鲍薇&& 9:25:41&&我要投稿&&
关键词: &&
:新闻背景：近日，华为技术有限公司(下称华为)宣布，其研发的全球首个超级基电池即将上市。据悉，该技术的问世，是的一项重大突破。另有消息称，华为将在2016年12月底推出该技术的超级快充手机，届时石墨烯商用时代将正式开启。一段时间以来，这则&华为开启石墨烯商用时代&的消息刷爆了朋友圈，真的要来了吗?对此，笔者通过检索华为提交的石墨烯相关专利申请，结合锂电池发展方向和近年来石墨烯电池的应用范围来分析一二。技术性能有待完善近年来，石墨烯作为一种高价值的产业资源被世界各国高度重视，然而究竟什么是石墨烯呢?据了解，石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体，在目前已知的二维材料里，单层石墨烯具有强度高、韧性好、重量轻、透光率高、导电性佳、具有优异的室温导热和透光性等特点，可以说是新时代的&超级材料&。截至目前，业界对石墨烯电池并没有给出准确定义。据笔者了解，近日华为对外公布即将推出的石墨烯基锂电池，性能主要集中在锂离子的活动上，石墨烯基锂电池可以看作是添加了石墨烯材料来提高锂电池的电化学性能。石墨烯在锂电池中常见的应用主要体现在以下几个方面：(1)用作散热材料，主要是导热填料，或用于散热需求的石墨烯薄膜;(2)用于正极制备，主要用作导电剂添加到正极中，以提高倍率和循环性能;(3)用于负极材料，利用石墨烯片层的柔韧性来缓冲其他材料体积膨胀，以及利用石墨烯优异的导电性能来提高充放电速度。根据相关信息显示，此次华为推出的石墨烯锂电池技术的重大突破主要包括：在电解液中加入特殊添加剂，去除痕量水、避免电解液高温分解;在电池正极中选用改性的大单晶三元材料，从而提高热稳定性;采用新型材料石墨烯，实现锂离子电池与环境间的高效散热。据笔者了解，因为锂电池与环境间的60度以上的高效散热不适用于人们使用的手机或笔记本，这项技术并不能用于常用便携设备，更多反映的是华为的基站和工程设备的实际需求。现实应用尚存距离笔者通过检索中国专利文摘数据库了解到，华为从2012年开始就在我国提交涉及石墨烯技术的专利申请，截至2016年12月，共提交17件专利申请。从技术分布上来看，相关技术主要集中在锂电池正、负极应用，电池散热，石墨烯材料制备，太阳能电池光学应用等领域，但每一分支技术尤其是散热和锂电池负极制备方面的专利申请数量很少。通过专利检索，笔者进一步分析了该电池散热方面的相关技术。目前，华为在散热方面的专利申请仅有3件，分别涉及散热填料粉末和石墨烯薄膜等，并没有针对用于锂电池的散热应用，据此判断，华为抗高温石墨烯锂电池成为现实可能还需要一段时日。此外，笔者还全面分析了锂电池负极制备领域的一种锂离子电池的负极材料及其制备方法和锂离子电池的申请(公开号为CNA)，该专利申请主要涉及硅基负极电池，采用氧化石墨烯材料仅作为包覆的碳素材料使用。同时笔者还检索分析了一种锂离子二次电池负极活性材料及其制备方法(公开号为CNA)，该技术涉及涂敷石墨烯和均匀分散在石墨烯上的纳米颗粒，可有效提高电池的导电性能。但是相关的石墨烯分散工艺，与其他颗粒的混和以及用于锂电池时防止对电解液改性影响方面，都没有较强的技术支撑，其能否进行产业化生产还待验证。石墨烯可归为碳类，硅做为热点非碳负极材料，在理论容量上接近石墨烯的5倍，并具有低成本，制备工艺简化稳定的优势。笔者通过检索德温特数据库发现，硅基负极制备及其电池技术支撑的专利申请量远超过石墨烯负极电池，也就是说现阶段硅基负极电池技术更贴近产业化要求，而且各大电池厂商和研发机构也更倾向于硅基负极的研发和应用。然而考虑到石墨烯制备成本，仅依靠石墨烯材料的导电性能实现快速充电性能必将带来成本的大幅提升，如果在无法显著扩充锂电池容量，提高续航能力的情况下，仅追求快速充电而采用这样昂贵且不够稳定的技术，在现阶段并不被行业生产者看好。综上，笔者认为，从目前来看，石墨烯电池要想在应用领域实现突破，还有待技术的进一步完善。
原标题:石墨烯电池商用时代要来了吗？
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石墨烯作为锂离子电池导电剂的优缺点分析
&&来源:新能源Leander&&作者:凭栏眺&& 9:13:24&&我要投稿&&
关键词: &&
:&作为一种超级材料，凭借着优异的电化学和机械性能，吸引了广泛的关注，2015年，习近平总书记在访问英国的行程中特意访问了英国曼彻斯特大学的国家石墨烯研究所，并对这种具有特殊性能的超级材料做出了高度评价，随后华为公司就宣布将投资数百万英镑与该研究所就石墨烯在信息和通信技术方面的应用前景展开研究。在国内的A股市场也掀起了一场的概念炒作风暴，凡是和石墨烯概念的相关的股票纷纷大涨，也有不少电池企业宣布自己研发出了&全球首款石墨烯电池&，虽然这些都是电池厂家放出的烟雾弹，但是也博取了众人的眼球，引起了广泛的关注。来源：新能源leander ID：newenergy-leander小编作为一名行业的资深从业者，这些所谓的石墨烯电池并不能瞒过小编的眼睛。其实大多数的石墨烯电池仅仅是使用少量的石墨烯作为锂离子电池的导电剂，添加量不足1%，本质上还是锂离子电池，只不过是以石墨烯作为宣传的噱头，而前一段时间炒作的华为石墨烯电池，仅仅是以石墨烯作为锂离子电池的散热辅助手段，增强锂离子电池在高温下的工作能力，石墨烯并不参加锂离子电池内部的电化学反应，严格意义上只能称为石墨烯增强锂离子电池。其实，在现有的技术能力下，考虑到成本等因素的限制，石墨烯目前主要应用还是作为锂离子电池的导电剂和辅助散热手段。传统的锂离子电池导电剂，如炭黑SP，碳纤维VGCF等，与活性物质的接触是点接触，限制了导电作用的发挥，增加了导电剂添加量。而是石墨烯是片状结构，与活性物质的接触为点-面接触，可以最大化的发挥导电剂等作用，减少导电剂的用量，提升锂离子电池的能量密度，但是再好的材料也存在缺点，石墨烯的片状结构，会对锂离子扩散形成阻碍，在较大的工作电流密度时，会造成Li+的扩散阻抗增加，从而造成电池的倍率性能下降。今天小编就带大家对石墨烯作为锂离子电池导电剂的优缺点进行分析。天津大学的杨全红老师是石墨烯行业的资深学者，在2012年发表于Nano Energy的文章上，研究了石墨烯用作锂离子电池导电剂的优缺点。在杨老师的研究中，采用了商用10Ah的&LiFePO4/石墨&方形锂离子电池。研究显示，以少量（1%）的石墨烯取代锂离子电池内的传统导电剂，不但可以提升化性物质的比例，还能显著的降低锂离子电池的阻抗，但是由于石墨烯的片状结构，会对Li+快速扩散形成很大的阻碍，因此在大电流充放电（&3C）时，会使锂离子电池产生很大的极化，影响锂离子电池的放电容量。这一研究显示，石墨烯作为导电剂适合应用在一些对锂离子电池充放电倍率要求不高的场合，石墨烯的添加可以显著的提升活性物质的占比，降低电极阻抗，提升锂离子电池的能量密度，但是在一些石墨烯并不适合应用在功率型电池（充放电倍率&3C）上作为导电剂。实验中杨全红的团队制作了两种电池，一种是普通的对照组电池，使用了7%的炭黑和3%的导电石墨，实验组则使用1%的石墨烯和1%炭黑作为导电剂。试验结果显示，在相同的涂布量的前提下，使用石墨烯的实验组电池容量（0.5C充放电）要明显高于对照组电池，并且两者的循环性能接近，表明石墨烯能够搭建起更为高效的导电网络，从而减少导电剂的用量，提高锂离子电池的容量（10%），降低电池的极化，提升电池的能量密度。在随后的倍率实验中发现，在0.5C、1C和2C的充放电倍率下，实验组的石墨烯导电剂电池相比于对照组电池都表出了更高的容量和更小的极化，但是当充放电倍率提高到3C时，实验组电池容量迅速下降到4Ah以下，而对照组电池的容量仍然保持在9Ah左右，继续将放电倍率提高到4C，实验组石墨烯导电剂电池由于极化太大，已经无法放电，而对照组电池则相对稳定。EIS分析显示，添加石墨烯的实验组电池的欧姆阻抗要明显低于对照组电池，这主要得益于石墨烯的片状结构能够于活性物质颗粒形成很好的接触，降低接触电阻，但是在高频段的电荷交换阻抗，实验组电池要明显高于对照组电池，这表明石墨烯的加入影响了Li+在电极内的扩散。仿真结果显示，主要是由于石墨烯的片状结构对Li+的扩散形成了阻碍，导致Li+的扩撒路径延长，从而造成了添加石墨烯的锂离子电池在大电流下极化增加，导致电池的放电容量下降。而传统的炭黑、导电碳纤维和导电石墨等材料，由于横截面较小，因此对Li+的扩散阻碍较小，对锂离子电池大电流放电性能影响不大。该研究表明，石墨烯作为导电剂虽然能够显著的提升电极的导电性，降低导电剂的用量，提升锂离子电池的能量密度，但是并不是所有的锂离子电池适合食用石墨烯作为导电剂，在一些对充放电电流需求不高的领域，例如储能、电子设备等，工作电流较小，适合采用石墨烯取代传统的导电剂。但是在一些对充放电电流要求较高的领域，例如高功率电池、动力电池等方面，由于石墨烯会造成锂离子电池在大电流情况下，极化增加，并不适合采用石墨烯作为导电剂。延伸阅读：
原标题:石墨烯作为锂离子电池导电剂的优缺点分析
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京公网安备：石墨烯电池商用时代要来了吗？
发布时间：&&&&新闻来源：中国知识产权报/中国知识产权资讯网
　　新闻背景：近日，华为技术有限公司（下称华为）宣布，其研发的全球首个超级石墨烯基电池即将上市。据悉，该技术的问世，是锂电子电池技术的一项重大突破。另有消息称，华为将在2016年12月底推出该技术的超级快充手机，届时石墨烯商用时代将正式开启。
　　一段时间以来，这则&华为开启石墨烯商用时代&的消息刷爆了朋友圈，石墨烯电池真的要来了吗？对此，笔者通过检索华为提交的石墨烯相关专利申请，结合锂电池发展方向和近年来石墨烯电池的应用范围来分析一二。
　　技术性能有待完善
　　近年来，石墨烯作为一种高价值的产业资源被世界各国高度重视，然而究竟什么是石墨烯呢？据了解，石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体，在目前已知的二维材料里，单层石墨烯具有强度高、韧性好、重量轻、透光率高、导电性佳、具有优异的室温导热和透光性等特点，可以说是新时代的&超级材料&。截至目前，业界对石墨烯电池并没有给出准确定义。据笔者了解，近日华为对外公布即将推出的石墨烯基锂电池，性能主要集中在锂离子的活动上，石墨烯基锂电池可以看作是添加了石墨烯材料来提高锂电池的电化学性能。石墨烯在锂电池中常见的应用主要体现在以下几个方面：（1）用作散热材料，主要是导热填料，或用于散热需求的石墨烯薄膜；（2）用于正极制备，主要用作导电剂添加到正极中，以提高倍率和循环性能；（3）用于负极材料，利用石墨烯片层的柔韧性来缓冲其他材料体积膨胀，以及利用石墨烯优异的导电性能来提高充放电速度。
　　根据相关信息显示，此次华为推出的石墨烯锂电池技术的重大突破主要包括：在电解液中加入特殊添加剂，去除痕量水、避免电解液高温分解；在电池正极中选用改性的大单晶三元材料，从而提高热稳定性；采用新型材料石墨烯，实现锂离子电池与环境间的高效散热。据笔者了解，因为锂电池与环境间的60度以上的高效散热不适用于人们使用的手机或笔记本，这项技术并不能用于常用便携设备，更多反映的是华为的基站和工程设备的实际需求。
　　现实应用尚存距离
　　笔者通过检索中国专利文摘数据库了解到，华为从2012年开始就在我国提交涉及石墨烯技术的专利申请，截至2016年12月，共提交17件专利申请。从技术分布上来看，相关技术主要集中在锂电池正、负极应用，电池散热，石墨烯材料制备，太阳能电池光学应用等领域，但每一分支技术尤其是散热和锂电池负极制备方面的专利申请数量很少。
　　通过专利检索，笔者进一步分析了该电池散热方面的相关技术。目前，华为在散热方面的专利申请仅有3件，分别涉及散热填料粉末和石墨烯薄膜等，并没有针对用于锂电池的散热应用，据此判断，华为抗高温石墨烯锂电池成为现实可能还需要一段时日。
　　此外，笔者还全面分析了锂电池负极制备领域的一种锂离子电池的负极材料及其制备方法和锂离子电池的申请（公开号为CNA），该专利申请主要涉及硅基负极电池，采用氧化石墨烯材料仅作为包覆的碳素材料使用。同时笔者还检索分析了一种锂离子二次电池负极活性材料及其制备方法（公开号为CNA），该技术涉及涂敷石墨烯和均匀分散在石墨烯上的纳米颗粒，可有效提高电池的导电性能。但是相关的石墨烯分散工艺，与其他颗粒的混和以及用于锂电池时防止对电解液改性影响方面，都没有较强的技术支撑，其能否进行产业化生产还待验证。石墨烯可归为碳类，硅做为热点非碳负极材料，在理论容量上接近石墨烯的5倍，并具有低成本，制备工艺简化稳定的优势。笔者通过检索德温特数据库发现，硅基负极制备及其电池技术支撑的专利申请量远超过石墨烯负极电池，也就是说现阶段硅基负极电池技术更贴近产业化要求，而且各大电池厂商和研发机构也更倾向于硅基负极的研发和应用。然而考虑到石墨烯制备成本，仅依靠石墨烯材料的导电性能实现快速充电性能必将带来成本的大幅提升，如果在无法显著扩充锂电池容量，提高续航能力的情况下，仅追求快速充电而采用这样昂贵且不够稳定的技术，在现阶段并不被行业生产者看好。
　　综上，笔者认为，从目前来看，石墨烯电池要想在应用领域实现突破，还有待技术的进一步完善。（鲍& 薇）
（编辑：高云翔）
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