電動(dòng)車充電只要分鐘容量比傳統(tǒng)高倍

1、電動(dòng)車充電只要1分鐘容量比傳統(tǒng)高30倍2011年09月15日08:27來源：科技日報(bào)作者：何屹字號:T|T1652人參與69條評論打印轉(zhuǎn)發(fā)一種看起來怎么也和電池搭不上界的物質(zhì)，成了突破電池技術(shù)瓶頸的關(guān)鍵。美國俄亥俄州Nanotek儀器公司的研究人員利用鋰離子可在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)迅速從陰極向陽極遷移，形成高功率密度和高能量密度。研究人員解釋說，鋰離子在多孔電極表面的交換可以消除嵌插過程所需的時(shí)間。在研究中，研究人員準(zhǔn)備了

2、氧化石墨烯、單層石墨烯和多層石墨烯等各種不同類型的石墨烯材料，以便優(yōu)化設(shè)備的材料配置。下一步將重點(diǎn)研究電池的循環(huán)壽命。目前的研究表明，充電1000次后，可以保留95％容量；充電2000次后，尚未發(fā)現(xiàn)形成晶體結(jié)構(gòu)。研究人員還計(jì)劃探討鋰不同的存儲(chǔ)機(jī)制對設(shè)備性能的影響。研究表明，在重量相同的情況下，僅以尚未優(yōu)化的SMC替代鋰離子電池，SMC或鋰離子電池電動(dòng)車的駕駛距離相同，但SMC的充電時(shí)間不到一分鐘，而鋰離子電池則需要數(shù)小時(shí)。研究人員相信，

3、優(yōu)化后SMC的性能會(huì)更好。如果今后電動(dòng)汽車廣為流行，充電站設(shè)置在加油站，其結(jié)果將會(huì)出現(xiàn)一幅十分有趣的情景，那就是電動(dòng)車的充電時(shí)間將比加油還要快，而且比加油還便宜。研究人員表示，除了電動(dòng)汽車外，該設(shè)備還可用于再生能源儲(chǔ)存（如儲(chǔ)存太陽能和風(fēng)能）和智能電網(wǎng)。石墨烯（Graphene）是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料。是一種由碳原子以sp雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個(gè)碳原子厚度的二維材料[1]。石墨烯一直被認(rèn)為是假設(shè)性

4、的結(jié)構(gòu)，無法單獨(dú)穩(wěn)定存在[1]，直至2004年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈海姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫，成功地在實(shí)驗(yàn)中從石墨中分離出石墨烯，而證實(shí)它可以單獨(dú)存在，兩人也因“在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)”為由，共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)[2]。石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅(jiān)硬的納米材料[3]，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光“[4]；導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300WmK，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過15000cmVs，又

5、比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約106Ωcm，比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料[1]。因?yàn)樗碾娮杪蕵O低，電子遷移的速度極快，因此被期待可用來發(fā)展出更薄、導(dǎo)電速度更快的新一代電子元件或晶體管。由于石墨烯實(shí)質(zhì)上是一種透明、良好的導(dǎo)體，也適合用來制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽能電池。石墨烯另一個(gè)特性，是能夠在常溫下觀察到量子霍爾效應(yīng)。石墨烯的碳原子排列與石墨的單原子層雷同，是碳原子以sp2混成軌域呈蜂巢晶格(honeycomb

6、crystallattice)排列構(gòu)成的單層二維晶體。石墨烯可想像為由碳原子和其共價(jià)鍵所形成的原子尺寸網(wǎng)。石墨烯的命名來自英文的graphite(石墨)ene(烯類結(jié)尾)。石墨烯被認(rèn)為是平面多環(huán)芳香烴原子晶體。石墨烯的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，碳碳鍵（carboncarbonbond）僅為1.42。石墨烯內(nèi)部的碳原子之間的連接很柔韌，當(dāng)施加外力于石墨烯時(shí)，碳原子面會(huì)彎曲變形，使得碳原子不必重新排列來適應(yīng)外力，從而保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。這種穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)使石