广州福滔微波设备有限公司——石墨烯干燥设备厂家
什么是石墨烯电池?
墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯目前是世上薄却也是坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光,同时也是世界上电阻率i小的材料。
所谓的石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。作为目前薄、坚硬、导电导热性能强的一种新型纳米材料,石墨烯的概念自2004年问世以来一直备受关注。
以动力电池领域为例,石墨烯是具有良好应用前景的锂离子电池正负极材料。同时,石墨烯聚合材料电池的重量仅为传统电池50%,成本将比锂电池低77%。从性能来看,石墨烯锂电池充电一次,耗时也不超过10分钟。
由于其独有的特性,石墨烯被称为“神奇材料”,科学家甚至预言其将“彻底改变21世纪”。
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石墨烯电池优势
石墨烯被科学家誉为“新材料之i王”,是人类已知强度高、韧性好、重量轻、透光率高、导电性佳的新型纳米材料,将其运用到电池中,电池具有充放电时间快、储能密度大、续航长等特点,行对石墨烯电池技术寄予很高的期望,成为了车企及研究机构研发的重点。
石墨烯电池进展
石墨烯电池的优势不仅对于新能源汽车行业有帮助,在如手机电池等其他电器电池方面也有很多的帮助作用。所谓的石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。据了解,珠海聚碳和哈工大合作成立石墨烯电池实验室,剑指汽车动力电池技术,目前研发石墨烯聚合材料电池的储能量是传统电池产品的三倍,用此电池提供电力的电动汽车能行驶超1000公里,且充电时间大大减少,电池的重量不足传统电池的一半。
广州福滔微波设备有限公司自成立之初,就确定了依托技术开拓市场空间的经营策略,不断、稳步发展。以“日新盛德,笃志笃行”的企业精神,以“专业、品质、科技、”的产品理念,以“真诚、行动、和谐、利他”的核心价值观,致力于为客户提供更好的解决方案。2016年7月12日在江苏常州发布的《新华(常州)全球石墨烯指数报告》显示,2015年,中国已超越美国、韩国,在全球石墨烯产业综合发展实力榜上居首位。公司拥有先进的技术,强大的技术管理团队,研发人员均具有硕士以上的文化程度,始终走在微波技术和自动控制技术的前列。公司一贯秉承诚信为本、品质为先、合作共赢、利益共享的经营理念,坚持以客户为中心, 诚信经营,始终如一地为客户提供良好的产品和服务。公司始终坚持品质为先,建立了完善的质量管理体系,强化研发、生产的过程控制,确保出厂合格产品。欢迎咨询我司了解:石墨烯制备设备、微波石墨烯爆裂设备、石墨烯膨化、石墨烯生产设备、单层石墨烯生产线等。
石墨烯可显著提升锂离子电池、超级电容器等储能器件的性能
石墨烯作为添加剂或改性剂在提升锂离子电池性能、缩小电池体积方面潜力巨大。机械作用——将超声波引入化学反应体系,超声波可使物质作剧烈强迫运动,产生单向力加速了物质的传递、扩散,可代替机械搅拌,能使物质从表面剥离,从而使界面更新。美国特种化工品生产商卡博特公司2013年就推出石墨烯基导电添加剂,用以提升锂离子电池的能量密度。美国原军i用电池供应商A123系统公司亦早已布局研发石墨烯增强的磷酸铁锂电池技术。美国能源部阿贡国家实验室开发的采用石墨烯基电极的锂—氧电池,储存的能量高达现有锂离子电池的5倍。
相比电池,石墨烯在超级电容器中的应用前景更被期待,其较高的比表面积可存储更多的静电荷,被认为是超级电容器中活性炭的替代者。另外,石墨烯基超级电容器还具有更轻、柔性更好、力学性能更佳的特点。
高分辨率的复杂石墨烯三维结构
石墨烯是由六边形晶格组织的单层碳原子,当石墨烯片整齐地堆叠在彼此之上并形成三维形状时,就变成了石墨。具体来说,具有在室温下也高达20万cm2/Vs以上的载流子迁移率,以及远远超过铜的对大电流密度的耐性。由于石墨材料是简单的由石墨烯堆叠在一起的,所以这种材料的机械性能非常差。但是如果石墨烯片与充满空气的孔分离,则三维结构可以保持石墨烯的属性,这种多孔石墨烯结构称为石墨烯气凝胶。
弗吉尼亚理工大学先进制造与超材料实验室主任Xiaoyu Zheng表示,工程学院与LLNL的研究人员可以设计由相互连接的石墨烯片组成的三维拓扑结构,这种新的设计方式和增材制造的制造自由度,将优化石墨烯气凝胶的强度、导电性、质量输运、强度和重量密度。石墨烯用化学气相沉积法制备的设备管式炉,微波等离子CVD设备、射频化学气相沉积法等石墨烯氧化为了使石墨的氧化更加充分,可对石墨进行膨胀预处理。
以前,研究人员使用基于材料挤出工艺的3D打印技术制造三维石墨烯,但这一技术分辨率有限,这限制了石墨烯材料的自由造型。而新的3D打印方法能够将这些单层的石墨烯材料设计成任何想要的三维结构,并具有高分辨率。
石墨烯储能技术可为能量提供电源解决方案
能量技术是军事强国竞相研发的颠覆性技术,包括激光、微波、电磁导轨炮等,电源技术是能量的核心技术之一。此外,本发明工艺简便易行,产品制备成本低,合成的石墨烯分散液浓度高且不易聚集的优点,在石墨烯材料光电领域有良好的应用前景。美国对舰载、机载和车载激光进行了大量测试,但其进一步高能化、小型化发展依然受制于电源技术。激光需要高功率脉冲电源,而当前必须依靠高功率发电机组或大容量蓄电池实现,其重量和体积会使激光的机动性大大降低。石墨烯不仅可以显著提高现有电源系统的能量和功率密度,而且可大幅缩小电源体积。
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石墨烯的制备和展望
大规模制备高质量的石墨烯晶体材料是所有应用的基础, 发展简单可控的化学制备方法是为方便、可行的途径, 这需要化学家们长期不懈的探索和努力;石墨烯的化学修饰:将石墨烯进行化学改性、掺杂、表面官能化以及合成石墨烯的衍生物,发展出石墨烯及其相关材料(graphene and related materials),来实现更多的功能和应用;石墨烯的表面化学: 由于石墨烯晶体独特的原子和电子结构,气体分子与石墨烯表面间的相互作用将表现出许多特有的现象,这将为表面化学特别是表面催化研究提供一个独特的模型表面;同时石墨烯具有的两维周期平面结构,可以作为一个理想的催化剂载体, 金属/石墨烯体系将为表面催化研究提供一个全新的模型催化研究体系。配置4mg/mL的氧化石墨水溶液,超声搅拌3h,得到均匀稳定分散在水中的氧化石墨烯胶体。
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