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【揭秘】华为Mate8与石墨烯电池的背后

导读: 华为Mate8发布会开始前,微博上就出现了这样一条预告——华为Mate8将使用石墨烯电池。然而,我们都知道,事实上Mate8并没有采用石墨烯电池(原因下文会提到),但是这也给了笔者一个聊聊石墨烯电池的机会。

  华为Mate8发布会开始前,微博上就出现了这样一条预告——华为Mate8将使用石墨烯电池。紧接着“石墨烯电池已经研发成功,并且已经商用化应用在华为Mate8智能手机上了”的消息在互联网上不胫而走——在Mate8发布前释放半真半假的消息,以犹抱琵琶半遮面的形式使华为Mate8手机也随着石墨烯电池消息的传播而备受关注。

  然而,我们都知道,事实上Mate8并没有采用石墨烯电池(原因下文会提到),但是这也给了笔者一个聊聊石墨烯电池的机会。

  石墨烯电池并非颠覆性革命

  所谓石墨烯电池并非整个电池都用石墨烯材料制作,而是在电池的电极使用石墨烯材料。

  石墨是目前锂离子电池中最常用的负极材料,充电时,Li嵌入到石墨层间形成插层化合物,Li完全嵌入时,每个石墨层都嵌入一层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列,则在单层石墨的两侧表面都可以结合Li,理论比容量提高了一倍,即744mAh/g。由于石墨烯的缺陷位、片层边缘及石墨烯堆积形成的微孔结构都可以存储Li。因此,在理论上石墨烯电极可能有超过石墨两倍的比容量。(编者注:看不懂的看这句话就够了。)

  如果将石墨烯和SnO2,Mn3O4,CuO等电导率比较低的正极、负极纳米材料进行复合,如Li4Ti5O12、TiO2、LiFePO4等,就能提高锂离子电池的循环性能。中科院金属研究所在PNAS发表论文,将正极材料LiFePO4和负极材料Li4Ti5O12分别与石墨烯复合,制备了LiFePO4-石墨烯/Li4Ti5O12-石墨烯为电极的具有高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,同时起到了导电添加剂和集流体的作用。

  另外,如果将石墨烯和炭黑混合后作为导电添加剂加入锂电池可以有效降低电池内阻,提升电池倍率充放电性能和循环寿命,而且电池的弯折对充放电性能没有影响。

  因此,电极采用石墨烯材料后,使电池具备高充放电速率是石墨烯电池具备快速充电的原因,相对于华为、高通、步步高通过大电流密度下充放电实现快速充电的做法,采用石墨烯电极材料实现快速充电并不会像前者那样削减电池寿命。因为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颠覆。

  那么,Mate 8说采用石墨烯电池是怎么回事?

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