超级电池的诞生, 5秒的速度, 太快了吧!
铝—石墨烯电池在倍率性能、循环寿命上不输超级电容器,远超锂电池。在能量密度上虽和锂电池尚有差距,但明显超过超级电容器。”高超说,面对锂电池和超级电容器这两个对手,铝—石墨烯电池分别表现出了特定的优势,可以称为“超级电池”。
很多人听这一句“超级电池”就会愕然了,石墨烯到底有没有那么牛呀?
那么首先,我们来认识一下大自然最基本、最神奇的元素——碳
碳,是生命的基本单元。碳原子一个一个的排列,演变成氨基酸、核苷酸,然后再一节链一节地接长,演变成为蛋白质和核酸,进而演化出细胞,最后组成了虫、鱼、鸟、兽、猴子、猩猩、直至人类。可以说“碳”是生命世界的栋梁之材。
没有碳,就没有生命。世界上已经回荡了三四十亿年的生命交响乐,可以说其主旋律就是“碳:元素的化学演变。
碳元素形成的另外一种物体石墨烯(Graphene)就不同了,它是完全纯洁的物体。虽然也是由碳原子组成(跟钻石是同素异形体)。
但石墨烯的原子尺寸结构非常特殊,石墨烯是由一层碳原子构成的二维碳膜(只有一层原子厚度),它是世界上唯一只有一层原子构成的物质,特殊到必须用量子场论才能描绘。
2004年,英国曼彻斯特大学物理学家将它成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在,因此2010年诺贝尔物理学奖。
在塑料里掺入百分之一的石墨烯,就能使塑料具备良好的导电性;加入千分之一的石墨烯,能使塑料的抗热性能提高30摄氏度。
科研人员还发现,细菌的细胞在石墨烯上无法生长,而人类的细胞则可以正常生长。
如果用石墨烯制作电容装置,它的充放电速度是锂电池100倍——1000倍!
多人抱怨智能手机用不多久就得一天充几次电,但现在传统的手机电池即将被石墨烯淘汰!
在信号感应方面,据新加坡一个科研团队展示的科研成果,石墨烯感光元件的性能比传统传感器强1000倍!
在信号传输方面,石墨烯的电子传输速度极快,它制造的处理器频率有望达到1THz以上,是目前硅芯片的100到1000倍。
在承受性方面,石墨烯可承受1 亿~2 亿A/cm2 的电流密度,这是铜耐受量的100 倍左右。
军事方面,美军在轰炸科索沃的军事行动中就曾大量使用石墨炸弹,海湾战争时期,美军就在伊拉克使用这种石墨炸弹来瘫痪萨达姆政府的供电设施,最后使伊拉克全国供电系统85%瘫痪。
放眼未来,互联网正在升级到物联网,无论是5G还是智能时代,未来一定是万物互联的。这就对智能设备材料的性能、传感性、敏感度都提出了更高的要求,目前来看石墨烯已经做好了充分的准备,是最好的基础材料,石墨烯才是万物互联的基石!
中国在石墨烯方面优势巨大,要知道世界石墨的70%在中国。截至2016年3月,中国石墨烯的专利总数占全世界的56%,排名第一,后面才是韩国、美国、日本!