在消費(fèi)電子領(lǐng)域，電池容量和充電速度是亙古不變的話題，不少?gòu)S商都把快充技術(shù)和電池容量作為其產(chǎn)品的噱頭。
目前，該領(lǐng)域使用最多的就是鋰電池，鋰電池最早于1991年商用，之后成為電子設(shè)備的標(biāo)配。但很多人認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到極限，希望尋找替代來(lái)源，于是石墨烯電池進(jìn)入了人們的視線。據(jù)悉，石墨烯具有極強(qiáng)的導(dǎo)電性和耐用性，科學(xué)家正在尋找這種材料的多種應(yīng)用方式。
近日，三星電子旗下研發(fā)部門成功合成了一種“石墨烯球”，可用于延長(zhǎng)鋰電池的續(xù)航時(shí)間，并加快其充電速度。石墨烯球材料可以讓電池容量增加45%，充電速度加快5倍。
三星表示，如果現(xiàn)有鋰電池需要1小時(shí)全部充滿，那么采用這項(xiàng)新技術(shù)后，便可縮短到12分鐘，并且使用石墨烯球的鋰電池還可以把溫度保持在60攝氏度，符合電動(dòng)汽車的使用要求。
資料顯示，石墨烯電池是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性開(kāi)發(fā)出的一種新能源電池。這種新的電池可把數(shù)小時(shí)的充電時(shí)間壓縮至不到一分鐘。
正是看到了石墨烯的應(yīng)用前景，許多國(guó)家紛紛建立石墨烯相關(guān)技術(shù)研發(fā)中心，嘗試將石墨烯商業(yè)化，進(jìn)而在工業(yè)、技術(shù)和電子相關(guān)領(lǐng)域獲得潛在的應(yīng)用專利。歐盟委員會(huì)將石墨烯作為“未來(lái)新興旗艦技術(shù)項(xiàng)目”，制訂專項(xiàng)研發(fā)計(jì)劃，未來(lái)10年內(nèi)將撥出10億歐元經(jīng)費(fèi)。英國(guó)政府也投資建立國(guó)家石墨烯研究所（NGI），力圖使這種材料在未來(lái)幾十年可以從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入生產(chǎn)線和市場(chǎng)。
我國(guó)在石墨烯研究上也具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。從生產(chǎn)角度看，作為石墨烯生產(chǎn)原料的石墨，在我國(guó)儲(chǔ)能豐富，價(jià)格低廉。另外，批量化生產(chǎn)和大尺寸生產(chǎn)是阻礙石墨烯大規(guī)模商用的最主要因素。2013年，中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院宣布利用化學(xué)氣相沉積法成功制造出了國(guó)內(nèi)首片15英寸的單層石墨烯，并成功將石墨烯透明電極應(yīng)用于電阻觸摸屏上，制備出了7英寸石墨烯觸摸屏。
不少終端廠商也非常關(guān)注電池領(lǐng)域的革新，全球手機(jī)出貨量第三的企業(yè)華為早在2015年就著手研發(fā)石墨烯電池，華為曾宣布與曼徹斯特大學(xué)合作研究石墨烯的應(yīng)用，而這一項(xiàng)目的研究成果也可以直接應(yīng)用在消費(fèi)電子產(chǎn)品和移動(dòng)通信設(shè)備上。
目前，我國(guó)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了石墨烯改性高能量密度鋰離子超級(jí)電容器批量生產(chǎn)。據(jù)工信部消息稱，繼寧波墨西年產(chǎn)500噸石墨烯微片生產(chǎn)線投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)之后，寧波中車新能源科技有限公司和中科院寧波材料所聯(lián)合研發(fā)的石墨烯改性高能量密度鋰離子超級(jí)電容器，日前通過(guò)了寧波市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)組織的新產(chǎn)品鑒定。
專家認(rèn)為，采用石墨烯改性正極復(fù)合材料和石墨烯改性復(fù)合導(dǎo)電劑，開(kāi)發(fā)的高能量密度鋰離子超級(jí)電容器，攻克了保障鋰離子電容器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、提高電極密度的關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)品單體容量達(dá)17kF、能量密度達(dá)到20Wh/kg以上、功率密度接近8kW/kg，整體技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先。
