浙大石墨烯超級電池,是真的還是假的,現在很多產品打著石墨烯的名稱,到底真實石墨烯發展現狀是如何的?


首先我不是針對浙大,

其實我想說的是,

任何打著 量子、納米、石墨烯等關鍵詞的廣告,

一個都不要信,

你可以因為他產品好而買,

但不要因為這樣的關鍵詞而買~

不好意思,我就是這麼武斷,

不過我也虛心學習,

要是有例外,評論區見,論好了給你置頂~

&>&>&>

另外,產業我當然是不知道,但是學術界我是知道的,

2008年我就做過整理,現在快十年了,我再整理一下,

這個貢獻了海海的文章數,

至於產業...

學術界的事情,自己玩就好了;

產業拿概念做廣告也不是一次兩次了,不要太較真~


真的當然是真的,可能沒有網文里吹的那麼牛逼,但在石墨烯相關的研究中也是比較實在的工作。光從文章本身來說,這篇Science Advances結構明朗,讀起來還是很舒服的。

言歸正傳,說這是石墨烯超級電池是不準確的。這個團隊只是利用規則的立體石墨烯泡沫對鋁離子電池進行了改進,解決了鋁離子電池陰極不耐操的問題。

這個改良有效的增加了鋁離子電池的能量密度(從30-60 Wh/kg 到 66Wh/kg),功率密度(從3-30kW/kg 到 175 kW/kg)和可重複充電性(從25k cycle到100k cycle)。

總體上說容量還是被鋰電池完爆,但是功率和重複性和超級電容持平(文章觀點)。

此外,比起鋰離子電池,文章中提到鋁離子基本上算無限的資源,所以說比鋰電池要經濟實惠。

但是作者這個觀點是非常有誤導性的,雖然鋁電池的電解質材料便宜,但是作為電池整體更多應該考慮一下以當前工藝製造這種石墨烯電極的成本:

「GF-HC film was fabricated by either cast-coating (10) or wet-spinning (11) graphene oxide (GO) liquid crystal solution into GO film (12), followed by chemical reduction for producing reduced GO (rGO) film (Fig. 1B) and high-temperature annealing. Assembling of GO liquid crystal contributes to highly aligned graphene sheet structure, leading to higher electrical conductivity and mechanical properties than graphene foams composed of nonoriented graphene sheets (13). The rGO film was then annealed at 2850°C to restore atomic defects, converting into tens of centimeter-long continuous silvery GF (Fig. 1C). Such a high-quality, highly oriented GF could meet the requirements (i), (ii), and (iii) simultaneously. To access smooth paths for fast transportation of ions and permeation of electrolyte [for example, requirement (iv)], we introduced continuous channels into GF during thermal annealing by using a gas pressure effect caused by deoxygenating reaction (fig. S1A) (10, 14). The in situ gas pressure gave rise to hierarchically connected channels among graphene layers for both horizontal permeation and vertical infiltration. Thus, an ideal GF-HC cathode could be achieved with well-designed trihigh (that is, high quality, high orientation, and high channeling) and tricontinuous (that is, continuous electronic conductor of graphene matrix, continuous electrolyte/ion penetration way of channel network, and continuous active material of few-layered graphene framework) structures (15). As a comparison, control GF samples with fewer channels were fabricated, defined as GF-p with 0.2-kPa pressure and GF-Hp with 1-kPa pressure during annealing (see Materials and Methods).」

實際技術難度不得而知,但以我material science minor的知識來解讀,這套工藝工業化難度很大,像鋰電池那樣經濟的大規模工業化生產在短期未來基本上是天方夜譚。

綜上所述,石墨烯有風險,投資需謹慎。

參考:http://advances.sciencemag.org/content/3/12/eaao7233.full


在材料學專業讀研讀博,最怕的恐怕就是親朋好友問「石墨烯」的前景了【捂臉】

如何解讀新聞「中國科學家研製出石墨烯超強電池:充電 7 秒續航 35 公里」?

如何看待三星宣布開發出石墨烯電池?

石墨烯電池離商用還有多遠?

目前石墨烯電池,有一個算一個,都是不可能應用於量產/產品化的。

石墨烯電池真的有傳說中的那麼神嗎?

目前的資本市場對於石墨烯電池存在巨大的想像空間,但也有不少學者認為,石墨烯電池目前多方面技術難以突破,因此還是一種處於實驗室的產物,距離其真正量產仍然遙遙無期。

中國石油大學教授李永峰持質疑態度。他認為,目前石墨烯在電池上的應用,主要是和硅結合在電池負極裡面代替原來的石墨,這樣可以提升電池的整體容量和充電速度,但性能提升效果有限,網上傳言顛覆式提升並不太現實。

此外,石墨烯表面特性受化學狀態影響巨大,批次穩定性、循環壽命等問題也比較難以滿足鋰電池生產的細緻要求。

中信建投的報告同樣顯示,具備優異性質的石墨烯產品何時能走出實驗室仍然是未知數。例如石墨烯作為透明導電膜使用時,其工業產品的製備便存在一定的瓶頸,使得產品中石墨烯原油的電導率低等特性無法發揮。由於單層石墨烯沒有帶隙,無法實現邏輯電路必需的晶體管開關功能,工藝複雜性程度大幅提高,因此其在微電子領域的廣泛使用還有待時日。

之前三星宣布開發石墨烯電池的時候,就已經在材料圈子招了一波嘲諷了

如何看待三星宣布開發出石墨烯電池?

這次又輪到了浙大,理解各位材料學同行期待搞個大新聞的迫切心情,但是也請各新聞媒體學習一個之後再去吹泡泡

該問題下@賤賤 前輩的圖非常形象直觀,石墨烯可以稱得上最近材料學paper的萬金油,灌水王,優異的性能和昂貴的價格和要求極高的工藝基本保證了未來石墨烯電池在實驗室的寶座和產業化的冷板凳。

石墨烯,尤其是石墨烯電池的未來前景如何?中 @弗雷劉 前輩的介紹可謂足夠詳細和服人,我就不班門弄斧了

「石墨烯電池」:不曾存在,僅僅是看起來很美而已石墨烯在鋰離子電池中的應用,主要可能的方向一是作為導電劑,二是作為負極電極嵌鋰材料。其實在這兩點上,石墨烯都是在和傳統的導電炭黑/石墨競爭。因此,嚴格意義來說,我們討論的並不是「石墨烯電池怎麼樣」,而是石墨烯用在鋰離子電池中有沒有前途這樣的一個問題

a、成本問題

傳統導電炭黑和石墨都是論噸賣的(一噸幾萬元),論克賣的石墨烯哪天能降到這個價?即使按照某些媒體報道的石墨烯降低到3元/克,換算成噸也要300萬元/噸。要知道,現在鋰電池用的各種材料,都是一噸幾萬十萬左右的東西,而且天天承受著社會各界要求降價的壓力,用石墨烯替代完全不現實。

b、工藝特性不兼容

石墨烯比表面積過大,會對現有鋰離子電池的分散均漿等工序帶來一大堆工藝問題。如果電池廠調工藝會累死,又沒有性能指標突破性進步帶來的足夠的利潤空間驅動,誰願意上這個技術?石墨烯表面特性受化學狀態影響巨大,批次穩定性,循環壽命等等都有很多問題,目前來看無法滿足鋰電池生產的一堆細緻的要求。

c、石墨烯就是成本低了也不是硅負極的對手

如果石墨烯做負極(取代理論容量360mAh/g的石墨):理論上最多是石墨負極兩倍的容量(720mAh/g),首次效率低的嚇人,性能受表面狀態影響極大,為什麼不用硅?(硅的理論容量近石墨的10倍,在抑制粉化開裂方面這幾年來已經有了很多科研和工業等級的成果)。硅負極這兩年受到了各大電池廠商的重視,其中領軍企業松下的4Ah18650電池就已經開始使用硅/碳複合材料負極,只是目前硅負極材料的循環壽命還不是足夠的理想,因此還主要針對消費電子市場用途。

d、投入實用,到底有利還是有害,其實不太好說

石墨烯是可以做導電劑促進快充放,理論上可以提高倍率性能,但是如果分散工藝不到位混料不均,一切都是空中樓閣;另外碳家族物美價廉的材料多的很,並不存在非要使用價格昂貴的石墨烯的理由;並且而且石墨烯是2D材料,如果把它展開與電極活性物質複合,會堵塞鋰離子擴散的通道。

e、石墨烯功能塗層鋁箔

其實際性能跟普通碳塗覆鋁箔(A123聯合漢高開發)並無多少提高,反倒是成本和工藝複雜程度增加不少,該技術商業化的可能性很低。

總結一下:石墨烯用於鋰離子電池,相對於傳統炭系材料並無性能上的明顯優勢,而且納米材料應用困難,成本高昂,發展前景堪憂

誠然,石墨烯被認為是未來最具潛力的材料之一,但就目前而言,它的泡沫成分大於實際應用價值,阻礙這種材料普及的因素很多,可量產性和成本則是最主要的普及障礙,石墨烯電池要想在短期內徹底取代鋰電池恐怕還有很長的路要走。


假如,能夠藉助石墨烯超薄特性,做成一個巨大無比的超級電容,也就是物理電池,那自然很牛逼了,問題是,能生產出一個性能超過化學電池的超級電容,其複雜度估計超過製造CPU了吧?


非常非常非常非常負責的告訴你 這個電池是真的。但是我要糾正一下,這個不是【石墨烯電池】而是【鋁離子-石墨烯電池】。

任何不說清楚活性物質,打著【石墨烯】口號的電池都是耍流氓。正常的電池名字應該是鋰離子,鋰硫,鋰空,Zn 空等,所以,我不是針對誰,目前新聞里提到的石墨烯電池,十之八九,石墨烯不是做導電劑(取代炭黑等)就是導電骨架,都是不靠譜的。而這個【鋁離子-石墨烯電池】,石墨烯就是作為正極的活性物質,和鋰硫電池的硫,鋰空電池的氧氣作用是一樣的。

關於這個電池本身,你知道的所有的數據,能量密度(66Wh/kg),功率密度(175 kW kg-1)(emmmm 我不確定 120mah/g 2v 整個反應 大概這樣吧)和循環壽命(250,000),溫度範圍(-40 ~+120)都是千真萬確的,沒有博士或者導師會拿這個造假,這要是被發現了,身敗名裂的。但是,有個前提,這些全部都是【實驗室數據】!!!!!!!!!實驗室數據是真的,在別的實驗室也能重複出來。但是所有的數據都是建立在扣式電池基礎上測量的。你要是拿個大質量的軟包電池或者電池組測試,也要得到相同的數據,是很難做到的。為什麼?因為放大很難。為什麼放大很難?我也不知道,估計得問學化工的人,畢竟整個化工「三傳一反」都是為了把實驗室已經證實可行的反應來放大的。

目前大家提到的上都是紙質新聞,大家可以看一下12月28號的浙江新聞或者浙江藍新聞(?)是有採訪的對話浙大高分子團隊:新型鋁-石墨烯電池 充電快壽命長 可以聽聽導師本人是怎麼說的。

In summary,文章沒問題,數據沒問題,老師沒問題。有問題的是報道。至於為啥故意模糊事實,可能是想搞個大新聞吧。too young too simple.


這兩年石墨烯就是萬金油,啥都可以加石墨烯。

菜太苦了,加石墨烯吧!

菜太甜了,加石墨烯吧!

這材料發光效率太低,加石墨烯吧!

這材料吸光效率太低,加石墨烯吧!

這材料導熱不行,加石墨烯吧!

這材料導熱太快,加石墨烯吧!

作為萬能材料,石墨烯寶寶心裡苦啊。


估計各位不看好這項技術的都要麼被石墨烯坑慘了,要麼看了太多有關石墨烯的文章看膩了習慣性吐槽。

我倒相對樂觀些。

首先高超老師可是浙大前些年好不容易挖來的青年才俊,我對高老師的印象是他跟學術前沿跟得又准又快,而且很有想法,做出來的東西在理論上能站住腳,且還能抓人眼球。高老師早年回國就一直在碳材料方面走得很前,上周有同事發來這文章的標題,我就猜到8,9成是高超老師做的。

文章的數據和理論支撐都沒問題,相對於以前那些亂七八糟的往電池電極或者導熱層摻些石墨烯就號稱是石墨烯電池,而且提高了多少次循環壽命,多少充電速度而言,是實打實的利用了石墨烯泡沫的孔道達到提高鋁離子的穿梭效率的目的。


有個問題呀,你們都沒提到。

世界上大多數鋰礦和含鋰滷水礦都在智利、澳大利亞、阿根廷。當然,中國也有一部分,但大多數是鋰礦石,而滷水礦里含鎂太多,中國國內鋰礦的開採和提煉成本相對較高。由於鋰礦相對集中在國外幾個大礦,也已經被幾個礦業巨頭壟斷。就是說,如果未來電動車成為主流,鋰資源的命脈就被人捏在手裡。而如果鋁結合石墨烯能開發出高老師文章提到的各種效率和性能的電池來,那麼對我國的可是戰略級別的利好

當然,這個路子是不是真能走通,或者有沒有工業化前景,是另一回事,但看到不少對高老師的工作冷嘲熱諷說騙經費的,呵呵。


上海西南某高校材院相關表示,聽他們扯,華為不也說自己搞了石墨烯電池?電池+使用石墨烯=石墨烯電池(怎麼沒來拿其他電極材料說事的?)?如果這樣,那原子彈加氫就變成氫彈了,三胖大勝利。

現在投入實用的石墨烯產品,大多只是噱頭。

看看最早都是些什麼人在吹這個風,你就明白怎麼回事了。


一篇噱頭論文而已,沒啥大驚小怪的。這樣的消息每年N多。雷聲大,雨聲小。正如題主所說,大都拉著石墨烯的虎皮。實則新版皇帝的新裝。


謝邀,不懂石墨烯。


瀉藥。對這方面並不是很了解,石墨烯口號的確是打了好多年,產品也有,石墨烯散熱片嘛,好多高科技手機都有用。不過至於石墨烯電池這類的,從本質上我們都能看出跟散熱片不是一個級別的。

石墨烯電池研究相對來說,時間可以說是挺長的了。期間鋰電池走過了鋰離子電池和鋰聚合物電池兩個時段。石墨烯電池在實驗室研究階段時間比較長,攻克電池容量密度、快速充電、重複循環壽命幾個電池常有的標量。我們都期望它能夠相對鋰電池更為完善,把鋰電池的缺點剔除。

小子不是這一方面大佬,已at物理系大師長賤賤


一般來說這種東西是先實驗室產品,再軍用再民用吧,


不是這樣,怎麼向納稅人交代。


未來石墨烯產品發展前途無量,但是產品產業化發展任重道遠!因為石墨烯的價格太貴了,根本無法量產起來,文中所說的僅僅是一個概念而已!如何找到廉價高效的方式,才是發展的第一要素!


北京石墨烯研究院號稱明年量產石墨烯電池


紡織石墨烯主要是泳衣之類的


跟石墨烯相關的產品,除了避孕套,都沒用。炒的就是概念,騙的就是你。


作為高分子系居民,我就這麼說吧。

高超組非常喜歡,也善於在做出工作之後宣傳自己,所以都坐下,現在這純屬正常操作。


我們老闆曾說過,中國人沒啥本事就是愛跟風水文章,之前跟風石墨烯,把石墨烯推上了諾獎,現在跟風冷凍電鏡,然後今年諾獎……

石墨烯到現在有啥工業化應用沒有?也是好多年了吧,諾獎都拿了,真正的應用呢?除了水文章還能幹啥?石墨烯電池?呵呵呵呵呵


發論文和量產是兩碼事


推薦閱讀:

現在的中國有哪些讓人忌憚的領先世界或者獨一無二軍事武器或者發明?·
顯卡該上 GTX 1080 還是 1070 ?
如何看待小米米家眾籌的布梨新風口罩?
為何很多人一邊說當今中國科技落後、社會腐敗,當說起前30年時又堅信現在取得了巨大的成就?言論如此矛盾?
如何看待《中科大首次實現量子晶元新型編碼》這篇新聞?

TAG:科技 | 石墨烯 | 黑科技 | 石墨烯電池 |