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ag网_科普|为什么你的智能手机需要石墨烯电池?

发布时间:2020-10-19 11:38:02来源:ag体育-ag网-ag体育官方编辑:ag体育-ag网-ag体育官方阅读: 当前位置:首页 > 外星奥秘 > 手机阅读

ag体育官网:(公众号:)消息,近日,华为法国官方公布一条了 Twitter,预告片华为将是第一个配有石墨烯电池的手机品牌,并想将这种电池用作华为的高端手机。这条 Twitter 还认为,这种电池除了比以前的型号电池速度更加慢以外(用户可以在 45 分钟内将电池充满著),电池还将比以前更加轻巧,更加长久,更加小。录:虽然右图配文为法语,但从“graphene”“batterie”等词依然能显现出其与石墨烯电池涉及随后,这一消息获得了外媒的更进一步猜测和报导。

根据华为此前的计划,2020 年上半年的华为旗舰产品为 P 系列,因此,外媒猜测 P40 有可能将不会是华为首款配有石墨烯电池的手机。不过,根据最新消息,华为高管对此这则 Twitter 的内容为假消息。华为与石墨烯电池回忆实质上,这并不华为第一次与石墨烯“扯上关系”在 2015 年华为 Mate8 公布前夕,网络上该新机用于石墨烯电池的消息就不胫而走,这也使得华为 Mate8 的公布倍受注目。

然而,当时华为与曼切斯特大学关于石墨烯技术的合作是侧重通信领域,而非石墨烯电池。余承东在两个多小时的发布会上也对石墨烯电池只字不提。最后,“Mate8 配备石墨烯电池”的消息被确认是假新闻。

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2018 年在荣耀 Note10 发布会上,荣耀总裁赵明向大家讲解了几项“很可怕”的技术以及两个彩蛋,其中就还包括石墨烯电池。不过,迄今为止,石墨烯电池仍并未用作荣耀手机。录:右图为石墨烯电极电池特性曲线,图自诺基亚研究中心撰写的石墨烯在手机中的应用于 PDF 文件对于华为法国官方 Twitter 透漏的华为明年在石墨烯电池方面的动态,有业内人士回应,当前石墨烯电池正在致力于解决问题三个关键问题:倍率性能、能量密度和安全性,倍率性能即所说的快差使。

眼下,早已商用的技术主要反映在慢差使方面,如果华为在安全性方面获得突破性进展的话,P40 系列亮相石墨烯电池几乎有可能。不过,这一 Twitter 现在早已被官方移除。外媒 Phone Arena 指出,华为移除 Twitter 指出这一消息“有可能是假新闻(might be fake news)”。

今日午间,华为手机产品线副总裁李小龙证实了这则 Twitter 为假消息。石墨烯是什么?上文仍然在说道石墨烯和石墨烯电池,这里我们再行来理解一下石墨烯是什么:石墨烯(Graphene):是一种由碳原子以 sp2 杂化轨道构成六角型呈圆形蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。2004 年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,顺利地在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以分开不存在,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由,联合取得 2010 年诺贝尔物理学奖。

石墨烯目前是世上最厚但也是最柔软的纳米材料,它完全是几乎半透明的,只吸取 2.3% 的光;导电系数低约 5300 W/m·K,低于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率多达 15000 cm2/V·s,又比纳米碳管或硅晶体低,而电阻率只约 10-6 Ω·cm,比铜或银更加较低,为目前世上电阻率大于的材料。因为它的电阻率极低,电子跑完的速度很慢,因此被期望能用来发展出有更加厚、导电速度更慢的新一代电子元件或晶体管。(Via 维基百科)录:右图为 IBM 石墨烯芯片非常简单来说,石墨烯是由碳原子构成的单层石墨,是只有一个碳原子厚度的六角型呈圆形蜂巢晶格的平面薄膜(按:最先的石墨烯就是用胶带一层一层地把石墨增厚而取得的),具备十分好的导热性、电导性、透光性,而且具备高强度、超轻薄、超大比表面积等特性,因而被誉为“超级材料”。凭借着多方面的优良特性,石墨烯的用途也十分普遍,可以被应用于锂离子电池电极材料、薄膜晶体管、传感器、半导体器件、复合材料制取、半透明表明触摸屏等方面。

上文所提及的“石墨烯电池”就是其主要的用途之一。石墨烯电池的卢山真面目近年来,网络上关于石墨烯电池的消息多且杂,一些媒体甚至将石墨烯电池宣传为“锂电池的颠覆性革命”。实质上并非如此。

首先,我们要确切一个概念,所谓石墨烯电池并非整个电池都用石墨烯材料制作,而是在电池的电极用于石墨烯材料。另外,石墨是锂离子电池中最常用的负极材料,电池时,Li 映射到石墨层间构成插层化合物,Li 几乎映射时,每个石墨层都映射一层 Li,对应化合物 LiC6,理论比容量为 372mAh/g。当每片单层石墨都以杂乱无章的方式排序,则在单层石墨的两侧表面都可以融合 Li,理论比容量提升了一倍,即 744mAh/g。由于石墨烯的缺失位、片层边缘及石墨烯冲刷构成的微孔结构都可以存储 Li。

也就是说,在理论上石墨烯电极有可能有多达石墨两倍的比容量。录:右图为填充电极材料结构图除此之外,如果将石墨烯和 SnO2,Mn3O4,CuO 等电导率较为较低的负极、负极纳米材料展开填充,如 Li4Ti5O12、TiO2、LiFePO4 等,也许将提升锂离子电池的循环性能。中科院金属研究所曾在 PNAS 公开发表论文,将负极材料 LiFePO4 和负极材料 Li4Ti5O12 分别与石墨烯填充,制取了 LiFePO4-石墨烯 / Li4Ti5O12- 石墨烯为电极的具备低充放电速率的柔性锂离子电池,石墨烯作为锂离子及电子的通路,同时起着了导电添加剂和集流体的起到。如果将石墨烯和炭黑混合后作为导电添加剂重新加入锂电池,也许可以有效地减少电池内阻,提高电池倍率充放电性能和循环寿命,而且电池的刀柄对充放电性能没影响。

而华为、高通此前通过大电流密度下充放电构建较慢电池的作法电池寿命损失相当大,尽管这一缺点在近年来早已改良了不少。相比之下,石墨烯电池的较慢电池并会像缩减电池寿命,而且更加有技术层面的美感。小结总而言之,从现今石墨烯技术的实际应用于以及技术水平来看,对石墨烯的很多叙述目前还尚存于理论层面,还相比之下未成熟到可以大规模商业应用于的阶段。仅有从石墨烯电池的角度来说,其能量密度在理论上能获得大幅度提高甚至缩减到,但迄今为止,石墨烯电池在实际应用于中的能量密度提高十分受限。

另一方面,由于石墨烯电池中的储能物质依旧是锂离子,所以石墨烯电池并非像网络流传的那样是对锂电池的政治宣传。石墨烯电池虽在提高锂电池的充放电速率和锂电池的寿命方面具备突破性意义,但无论是各大手机厂商,还是消费者,都应当回应维持理智的态度。

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