什么是石墨烯电池，它将如何改变技术？

电池是我们最重要的日常技术的核心。你的手机、笔记本电脑，最终还有你的汽车和家，都依赖于电池储存能量。目前的电池技术很好，但石墨烯电池可以解决它们的缺点。

石墨烯到底是什么？

您之前很有可能在媒体上听说过石墨烯。每隔几年，就会有关于这种神奇材料将如何改变各种技术的惊人预测。你可能不知道的是，石墨烯就是碳。地球上的生命基于同样的东西，地球上极其丰富的元素。

石墨烯是一种单原子厚的石墨晶格，本质上是结晶碳。这听起来非常奇特，但你可以用铅笔和一些胶带制作石墨烯薄片。不过，这样做的诺贝尔奖已经颁发。

石墨烯具有多种特性，使其成为未来技术的潜在组成部分非常令人兴奋。它具有高导热性和导电性。因此，如果你想高效地传输电力或热量，这是一个很有前途的选择。

石墨烯还表现出高水平的硬度和强度。它非常灵活和有弹性。它也是透明的，可用于利用阳光发电。

这一切听起来都很棒，但有一个很大的障碍。虽然在实验室中制造用于研究的石墨烯薄片或小片是微不足道的，但事实证明大规模生产是困难的。如果不是因为可靠地大规模生产这种纳米材料的挑战，它早就出现在产品中了。

好消息是，有几种有前途的大规模生产途径可以使石墨烯便宜到足以打入大众市场。现在可以以合理的数量制造注入石墨烯的纤维。石墨烯也可以使用溶剂生产，尽管这些溶剂有剧毒。研究人员一直在研究更安全的溶剂，这似乎也很有希望。

石墨烯目前通常使用化学气相沉积来制造。此处，石墨烯在基板材料上形成一层。这样做的问题是石墨烯的缺陷率很高。使用液体（具有完美平坦的表面）作为基材的新研究可能会解决缺陷率问题。所以假设我们最终破解了石墨烯的大规模生产，为什么我们要在电池中使用它呢？

锂电池是消费电子产品中能量密度最高的电池。它们使智能手机、无人机和电动汽车等设备成为可能。然而，锂。电池易挥发，需要广泛的安全电路来保持其稳定。

它们还会随着每次充电而退化，它们一次可以提供多少功率是有限制的，而且它们必须缓慢充电，以免电池过热和爆炸。

用石墨烯增强的电池可以解决或缓解其中的许多问题。将石墨烯添加到当前的锂电池中可以显着提高它们的容量，帮助它们快速安全地充电，并使它们在需要更换之前使用更长时间。

固态电池没有液体电解质。那是位于电池两端之间的物质，可储存转化为电流的化学能。制造用于商业用途的大型实用固态电池仍然是一个持续的研究目标，但石墨烯可能是使固态电池成为大众市场现实的合适人选。

在石墨烯固态电池中，它与陶瓷或塑料混合以增加通常为非导电材料的导电性。例如，科学家们创造了一种石墨烯陶瓷固态电池原型，它可以成为安全、快速充电的蓝图，以替代使用挥发性液体电解质的锂离子电池。

石墨烯电池听起来很棒，就像科幻小说中的东西。好消息是您实际上不必等待即可体验石墨烯的好处。虽然固态石墨烯电池还需要数年时间，但石墨烯增强型锂电池已经上市。

例如，您可以购买 Elecjet 的 Apollo 电池之一，它含有石墨烯成分，有助于增强内部的锂电池。这里的主要好处是充电速度，Elecjet 声称从空到充满需要 25 分钟。这些电池只用少量石墨烯略有增强，但它们的成本并没有高到普通消费者买不起的地步。

在接下来的几年里，随着石墨烯生产成本的下降，我们预计会看到更多设备使用这种神奇材料来增强锂电池。不久的将来，或许固态石墨烯电池将成为储能领域的下一场伟大革命。