电池百科

近日，浙江大学高分子科学与工程学系高超团队研制出的新型铝-石墨烯电池。这种电池可以在零下40摄氏度到120摄氏度的环境中工作，可谓既耐高温，又抗严寒。在零下30摄氏度的环境中，这种新型电池能实现1000次充放电性能不减，而在100摄氏度的环境中，它能实现4.5万次稳定循环。这种新型电池是柔性的，将它弯折一万次后，容量完全保持；而且，即使电芯暴露于火焰中也不会起火或爆炸。

新能源汽车最核心的电池技术。目前，市场上主流的锂电池，主要是传统钴酸锂电池，就算是特斯拉用的三元锂电池，其实也是含钴的。但你可能不知道，钴这个元素全球已探明的钴矿储量仅为700多万吨，而刚果(金)、澳大利亚和古巴这3个国家的储量就占到了全球总储量的70%。这其中刚果(金)就占了一半，所以每次这个国家发生什么社会不稳定的事件，钴价就会大幅上涨。

智能手机流行那么多年了，相信关于手机电池一直都是大家的一个痛点，基本手机刚买来时还能保持充满电用一整天或者轻度使用两天，可用不了半年，手机就开始有电池损耗，很难使用一天以上了，而用到了一年以上的手机，相信80%以上的手机甚至都用不了一整天了吧。

自十多年前智能手机诞生以来，多年的发展让手机的各方面配置都已经有了质的飞跃。细数手机的屏幕、性能乃至解锁工艺等许多方面，手机已经成为了现代科技集成度最高的一件电子工艺产品，但是多年过去，最令人们关心的手机续航问题却一直难以得到突破。目前市面上的主流机型电池基本都没有超过5000毫安的容量，而大多数关于续航的研究都集中在手机的开源上，也就是现在的快充技术，不过这种工艺也难以实现手机续航的提升。

石墨烯材料由于其极佳的物理化学性能，被广泛应用于锂离子电池、传感、储能材料以及生物医药等诸多领域。开发绿色、高效、低成本的新方法，使石墨烯更好地分散在水溶液或其他低沸点有机溶液中，是石墨烯材料领域的重要研究课题。我国作为石墨烯研发的大国，近期石墨烯行业又有那些科技动态发生呢?

虽然锂离子电池为当今储能主力，但目前仍有许多研究团体与厂商试图找出比锂电池更稳定与有效的储能技术，美国能源部国家再生能源实验室（NREL）近日便成功研发出镁固态电池，且该电池原型能量密度与材料成本皆比锂离子电池佳。

想象这样一些场景：未来，无论是窗户和墙壁，还是手机和笔记本电脑，太阳能电池无处不在。麻省理工学院（MIT）电子工程和计算机科学系教授孔静（音译），近日利用石墨烯研发的可弯曲透明太阳能电池，就让这一梦想中的场景离现实更近了一步。这种太阳能电池无需单独安装，可集成到手机和电脑屏幕内，有望大幅降低这些电子产品的制造成本。

石墨烯技术是现在最被关注的，基于石墨烯技术，我们的科技将会更进一步，具体到数码产品也会拥有更高的运算速度，更长的续航。最近世界首款石墨烯基锂电池在京发布。

能源和环境问题是目前人类亟需解决的两大问题。在化石能源日渐枯竭、环境污染日益严重、全球气候变暖的今天，寻求替代传统化石能源的可再生绿色能源、谋求人与环境的和谐显得尤为迫切。新型的可再生能源，譬如风能和太阳能等的利用，电动汽车、混合动力电动车的逐步市场化，各种便携式用电装置的快速发展，均需要高效、实用、“绿色”(零污染、低污染)的能量储运体系。

中国航发北京航空材料研究院石墨烯及应用研究中心燕绍九博士披露，经过5年的不懈研究，中国航发航材院石墨烯储能材料研发团队已成功研制出具有快速充电、长寿命、低发热的新型石墨烯锂离子电池，该产品目前已实现了批量制备，即将走向市场应用。

近日，英国华威大学WMG展示了他们的最新研究——用硅取代石墨阳极材料，并通过石墨烯强化结构。该团队认为，这种新方法不仅能够将锂电池的使用寿命延长一倍以上，同时还能增加锂离子电池的容量。

自从特朗普把“美国优先”树立为美国政府制定政策的标准以来，美国的各个产业部门都应景地涌现出“使美国再次伟大”的方案和计划来，其中自然少不了电子行业。美国国防高级研究计划局（DARPA）作为美国军用技术研究主要管理部门适时地启动了电子复兴计划。

集流体是可充电锂离子电池（LIBs）的重要组成部分，它是内外电路的桥梁。尽管正负极电极材料千变万化，Al箔和Cu箔由于具有高导电性，适当电化学稳定性和低成本等优点，在LIBs中依然分别是最受欢迎的正极和负极集流体。然而，Al箔在长期的循环过程中，易受到局部电化学阳极腐蚀，造成电阻增加、短路和寄生副反应等。

为了满足日益增长的对电子产品小型化、多样性和可变性的需求,柔性可穿戴的便携式电子产品成为未来发展的趋势。近年来,可卷绕式显示屏的问世及电子衬衫和卷屏手机等柔性电子产品概念的提出，引发了科研工作者对柔性电子技术的研究热潮。柔性电子技术即将带来新一轮电子技术革命,并将对社会生活方式及习惯产生革命性影响。柔性电化学储能材料不仅需要承受电池、电容器材料自身在电化学过程中引起的体积变化,同时还需要器件在机械变形条件下也能够正常工作。

石墨烯被称为“黑金”、“新材料之王”，甚至被誉为“彻底改变21世纪的黑科技”，围绕着石墨烯的研究一直在进行着，尤其是在能源电池方面的研究。尤其是对智能手机续航以及新能源电动汽车的兴起，更是加快了石墨烯在该方面的应用。

手机、笔记本电脑等电子消费品如何更轻更薄，电动汽车如何在有限的车体空间内拥有更长续航里程的电量……随着人们对储能需求的日趋旺盛，对二次电池的性能也提出了越来越高的要求。纳米技术可以使电池“更轻”、“更快”，但由于纳米材料较低的密度，“更小”成为横亘在储能领域科研工作者面前的一道难题。

近年来，纯电动汽车的快充技术不断发展，“1个小时充满80%的电量”“30分钟充满80%电量”“20分钟充满80%电量”……未来的3~5年，纯电动汽车只要充电5分钟就能充满80%电量，大约能行驶300公里。

石墨烯电池正在积极研究各种商业应用。在传统的金属离子电池上开发石墨烯电池时，性能和生命周期的改善是非常值得的。真正的石墨烯电池的突破来自于锂-硫电池阴极的石墨烯-锂-锂混合化学反应。这种技术将需要多年的商业化和深入研究。更先进的石墨烯电池技术将需要大量的研发支出，并需要很多年才能商业化。

电动汽车在国家政策的推动下开始加速发展，而对于刚刚接触纯电动汽车的消费者而言，最为关心的还是充电时间和续航里程的问题。但在目前的技术水平下，充电时间与续航里程往往难以兼得，因此在动力电池的发展过程中出现了两种不同的性能取向，一种更加专注于增加增加动力电池的能量密度，从而增加续航里程；而另一种则更加专注于改善动力电池的充电性能，以缩短电动汽车的充电时间。

电力是第二次工业革命崛起的新能源，推动人类走进电气时代，同时，它也将爱迪生和特斯拉这两位伟大的科学家联系到一起，爱迪生以及其投资商JP摩根主张使用直流电，而特斯拉和西屋电气公司则主张用交流电，在商业利益的驱使下，双方进行了旷日持久的对峙，继而引发了著名的“电流大战”。