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華為,小米,廣汽研究院,上海昱瓴領(lǐng)銜石墨烯快充技術(shù)

2020-10-26 11:50  瀏覽:  

石墨烯被稱為“黑金”、“新材料之王”,甚至被譽(yù)為“徹底改變21世紀(jì)的黑科技”,圍繞著石墨烯的研究一直在進(jìn)行著,尤其是在能源電池方面的研究。尤其是對智能手機(jī)續(xù)航以及新能源電動(dòng)汽車的興起,更是加快了石墨烯在該方面的應(yīng)用。

石墨烯優(yōu)異的特性,尤其是作為已知強(qiáng)度度最高的材料之一,同時(shí)還具有很好的韌性,且可以彎曲,石墨烯的理論楊氏模量達(dá)1.0TPa,固有的拉伸強(qiáng)度為130GPa。另外,石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm2/(V·s),這一數(shù)值超過了硅材料的10倍,是目前已知載流子遷移率最高的物質(zhì)銻化銦(InSb)的兩倍以上。在某些特定條件下如低溫下,石墨烯的載流子遷移率甚至可高達(dá)250000cm2/(V·s)。

這些特性隨便哪一個(gè)被應(yīng)用都將是顛覆當(dāng)前產(chǎn)業(yè)的技術(shù):比如石墨烯的透明性、導(dǎo)電性和柔性應(yīng)用在電子器件領(lǐng)域,就可以實(shí)現(xiàn)柔性觸控屏,手機(jī)可以像腕表一樣折疊起來;石墨烯的抗?jié)B性和導(dǎo)電性可應(yīng)用于防護(hù)涂層和阻隔膜;石墨烯的柔性、透明性及對多種物理信號(hào)的高靈敏度響應(yīng)可以制成傳感器,應(yīng)用在多功能電子皮膚;也可以用石墨烯做電極材料,提升儲(chǔ)能器件的性能。

早在2016年,華為就開始布局研發(fā)石墨烯快充技術(shù),華為中央研究院瓦特實(shí)驗(yàn)室在第57屆日本電池大會(huì)上,宣布在鋰離子電池領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大研究突破,推出業(yè)界首個(gè)高溫長壽命石墨烯基鋰離子電池。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,以石墨烯為基礎(chǔ)的新型耐高溫技術(shù)可以將鋰離子電池上限使用溫度提高10℃,使用壽命是普通鋰離子電池的2倍。并且充電速率要比普通手機(jī)提高40%,國外研究機(jī)構(gòu)已通過石墨烯開發(fā)出20秒高速充電的手機(jī)鋰電陰極材料。甚至還可以做出柔性度較高的手機(jī)屏幕。


來源:i科技Fashion

據(jù)媒體報(bào)道,今年10月22日,小米集團(tuán)手機(jī)部總裁曾學(xué)忠科普小米10至尊版的電池技術(shù)稱,小米10至尊版應(yīng)用了石墨烯技術(shù),在120W大功率充電下,小米10至尊版電池充放電循環(huán)800次后容量≥90%。也就是說,小米10至尊紀(jì)念版使用兩年時(shí)間,電池容量仍然在90%以上,大大超出了國家推薦電池壽命標(biāo)準(zhǔn)。得益于石墨烯的諸多優(yōu)勢,小米10至尊紀(jì)念版實(shí)現(xiàn)了高達(dá)120W的快充,只需23分鐘,即可將4500mAh電池充滿。

據(jù)官方消息,9月7日,廣汽集團(tuán)首家內(nèi)部孵化技術(shù)創(chuàng)新公司——廣州巨灣技研有限公司已經(jīng)完成注冊。該公司注冊資本為5882萬元,由廣汽集團(tuán)牽頭,廣汽資本、廣汽研究院石墨烯技術(shù)團(tuán)隊(duì)與第三方戰(zhàn)略伙伴持股平臺(tái)共同出資成立。原廣汽集團(tuán)副總經(jīng)理、廣汽研究院首任院長黃向東,任職新公司董事長,著力推動(dòng)新能源、新材料領(lǐng)域的技術(shù)變革。

繼比亞迪刀片電池之后,廣汽新能源在動(dòng)力電池領(lǐng)域亮劍。廣汽曾表示,關(guān)于石墨烯材料“超級(jí)快充電池”已經(jīng)完成相關(guān)測試工作。基于石墨烯優(yōu)良的導(dǎo)電性和特殊的三維結(jié)構(gòu),發(fā)了一款超級(jí)快充電池,它可以做到8分鐘充滿80%電量,充電時(shí)間與傳統(tǒng)燃油車加油時(shí)間相當(dāng),同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)充電10分鐘、續(xù)航200-300公里。目前,廣汽已從電芯、模組、搭載整車多個(gè)層面初步驗(yàn)證石墨烯技術(shù)??梢灶A(yù)見,一旦實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),必將在新能源車行業(yè)掀起一場動(dòng)力電池的技術(shù)革命,進(jìn)一步解決純電動(dòng)車的充電痛。業(yè)內(nèi)人士表示,這是國內(nèi)首次有車企宣布在量產(chǎn)乘用車上搭載石墨烯材料的電池。“盡管公布的細(xì)節(jié)不多,但這代表了中國車企劍指動(dòng)力電池以及新能源汽車的決心。”

上海昱瓴新能源科技有限公司是一家專注于高性能鋰電池負(fù)極材料(硅氧碳SiOC、硅碳SiC、多孔硅碳和人造石墨等)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和解決方案的綜合供應(yīng)商,通過渠道共享、研發(fā)合作、工藝配套等實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵業(yè)務(wù)價(jià)值鏈的產(chǎn)業(yè)協(xié)同。

 

目前所開發(fā)的硅基負(fù)極材料、低成本高性能人造石墨負(fù)極材料處于國內(nèi)領(lǐng)先水平,性價(jià)比高。公司先后與上海大學(xué)、上海交通大學(xué)及中科院大連化學(xué)物理所建立聯(lián)合研發(fā)測試中心,并與上海三井真空設(shè)備有限公司、上海大學(xué)(浙江·嘉興)新興產(chǎn)業(yè)研究院進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化合資合作。

 

Carbontech 2020“碳基儲(chǔ)能論壇”,匯聚行業(yè)最新動(dòng)態(tài),企業(yè)最新進(jìn)展,產(chǎn)業(yè)最新技術(shù),科研最新成果,將于11月17日-20日在上??鐕少彆?huì)展中心舉辦,論壇以碳材料在儲(chǔ)能領(lǐng)域的研究與應(yīng)用為基點(diǎn),聚焦聚焦硅基負(fù)極材料、新型碳材料、導(dǎo)電劑材料,探討鋰電,超電,鋰硫電池,柔性電池的技術(shù),工藝,市場,政策等,開展產(chǎn)業(yè)論壇、技術(shù)交流、成果展示、產(chǎn)品推介等活動(dòng),為參會(huì)代表及相關(guān)單位提供和搭建交流平臺(tái)和推廣機(jī)會(huì),共同探討碳基儲(chǔ)能材料、技術(shù)和應(yīng)用的未來。

論壇三:碳基儲(chǔ)能論壇議程規(guī)劃
(具體時(shí)間以會(huì)議現(xiàn)場為準(zhǔn))
2020年11月18日 AM硅基負(fù)極材料及應(yīng)用
論壇主席 邱介山教授,麥立強(qiáng)教授,安仲勛主任
09:00-09:10 論壇致辭
09:10-09:40 納米線儲(chǔ)能材料與器件
麥立強(qiáng),武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長、首席教授、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者
09:40-10:10 硅碳負(fù)極界面設(shè)計(jì)與粘結(jié)劑開發(fā)
宋江選,西安交通大學(xué)教授
10:10-10:40 茶歇 展區(qū)參觀
10:40-11:10 硅基材料的傳統(tǒng)冶金方法制備
周向陽,中南大學(xué)二級(jí)教授
11:10-11:40 高能量密度鋰離子電池硅碳和鋰金屬負(fù)極材料設(shè)計(jì)和制備研究
慈立杰:哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)教授
11:40-12:10 碳包覆氧化硅高容量鋰離子電池負(fù)極材料
周亮,武漢理工大學(xué)教授
12:10-14:00 自助午餐,展區(qū)參觀
2020年11月18日 PM 硅基負(fù)極材料及應(yīng)用
14:00-14:30 碳納米管包硅材料助力高穩(wěn)定性儲(chǔ)鋰(TBD)
彭工廠:中國科學(xué)院成都化學(xué)研究所副研究員
14:30-15:00 高性能硅碳負(fù)極材料的設(shè)計(jì)和儲(chǔ)鋰性能
霍開富:華中科技大學(xué)教授
15:00-15:30 茶歇 展區(qū)參觀
15:30-16:00 硅基負(fù)極及預(yù)鋰化技術(shù)
待定
16:00-16:30 納米硅尺寸對硅碳負(fù)極材料的容量影響及機(jī)理
葉文勝,福州勝澳能源材料科技有限公司總工程師
16:30-17:00 軟碳/硬碳方向/硅基方向
吳志紅團(tuán)隊(duì),上海杉杉科技有限公司
18:00-20:00 歡迎晚宴,大賽頒獎(jiǎng)
2020年11月19日 AM 導(dǎo)電劑材料專場
09:00-09:30 碳納米管漿料國際標(biāo)準(zhǔn)解讀
毛歐, 江蘇天奈科技股份有限公司技術(shù)總監(jiān)
09:30-10:00 面向鋰離子電池應(yīng)用的新一代石墨烯導(dǎo)電漿料及發(fā)展趨勢
孫培育,寧波杉元科技有限公司總經(jīng)理
10:00-10:30 茶歇 展區(qū)參觀
10:30-11:00 導(dǎo)電劑方向
田野,廣東羚光新材料股份有限公司副總經(jīng)理
11:00-11:30 石墨烯碳納米管的分散技術(shù)與鋰電應(yīng)用研究
陳欣,山東希誠新材料科技有限公司總經(jīng)理
11:30-12:00 導(dǎo)電劑的分散技術(shù)與設(shè)備要求
12:00-14:00 自助午餐,展區(qū)參觀
2020年11月19日 PM新型碳基儲(chǔ)能材料
14:00-14:25 TBD
邱介山,北京化工大學(xué)化工學(xué)院院長、杰青、全國百篇優(yōu)秀博士論文指導(dǎo)教師
14:25-14:50 混合超級(jí)電容器及其一體化綠色能源系統(tǒng)
呂建國,浙江大學(xué)教授
14:50-15:15 石墨烯材料的可控直接制備及器件應(yīng)用
孫靖宇,蘇州大學(xué)教授
15:15-15:45 茶歇 展區(qū)參觀
15:45-16:10 石墨烯材料的制備與先進(jìn)儲(chǔ)能應(yīng)用
吳忠?guī)洠袊茖W(xué)院大連化學(xué)物理研究所,催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首席研究員
16:10-16:35 多功能納米碳應(yīng)用于鋰硫電池
楊植,溫州大學(xué)教授
16:35-17:00 新型碳材料及其復(fù)合材料在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用
柳俊:浙江超容新能源科技有限公司技總經(jīng)理
2020年11月20日 AM新型碳基儲(chǔ)能材料
9:00-9:30 不同碳材料在商業(yè)化超級(jí)電容器產(chǎn)品中的應(yīng)用現(xiàn)狀及探討
安仲勛,國家車用超級(jí)電容器系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心主任,上海奧威科技開發(fā)有限公司首席技術(shù)官,副總經(jīng)理
9:30-10:00 超級(jí)電容器能量提升策略及其在汽車上的應(yīng)用
鄭俊生,中國超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書長,同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院副研究員,佛羅里達(dá)州立大學(xué)客座教授
10:00-10:30 炭及石墨烯在動(dòng)力電池中的應(yīng)用研究進(jìn)展
黃偉國,超威電源集團(tuán)有限公司工程師
10:30-11:00 茶歇 展區(qū)參觀
11:00-11:30 三維石墨烯負(fù)極材料在超快充/放電鋰離子電池的應(yīng)用
王磊,上海昱瓴新能源科技有限公司技術(shù)合伙人
11:30-12:00 三維結(jié)構(gòu)石墨化多孔碳的可控制備及儲(chǔ)能應(yīng)用研究
毛文峰,廣汽研究院石墨烯應(yīng)用研究創(chuàng)新工作站副首席專家
12:00-14:00 自助午餐,展區(qū)參觀
2020年11月20日 PM新型碳基儲(chǔ)能材料
13:30-14:00 聚合物基石墨烯介電復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、制備及儲(chǔ)能性能研究
徐立新,平湖市浙江工業(yè)大學(xué)新材料研究院研究院院長,教授
14:00-14:30 石墨烯復(fù)合材料制備改性及在能源環(huán)境中的應(yīng)用
王奇,中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研究員、中科院合肥創(chuàng)新院石墨烯中心主任、安徽省石墨烯技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室主任
14:30:15:00 新型碳材料與柔性儲(chǔ)能器件(TBD)
宋英澤:西南科技大學(xué)教授
15:00-15:05 閉幕式

 

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具有三維立體結(jié)構(gòu)的碳網(wǎng)絡(luò)可由二維的石墨烯薄片彎曲形成,只要彎曲得當(dāng),它會(huì)顯示出不同于石墨烯的優(yōu)異特性。然而,要弄清相關(guān)機(jī)理則必須將局部結(jié)構(gòu)和材料整體特性結(jié)合起來進(jìn)行全面系統(tǒng)的解析。該團(tuán)隊(duì)利用上述模擬技術(shù)使局部結(jié)構(gòu)中的幾何性扭曲及不穩(wěn)定性等因素?cái)?shù)值化,計(jì)算出這些因素對材料整體特性的影響。研究人員按照數(shù)學(xué)計(jì)算結(jié)果制作碳網(wǎng)并進(jìn)行了催化作用驗(yàn)證,結(jié)果證明確實(shí)有效。相關(guān)論文發(fā)表于國際科學(xué)雜志《Carbon》。

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