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石墨烯助推新能源跑得更远

2015年211日, 国内第一部石墨烯国家标准据《石墨烯层数测定扫描探针显微镜法》(草案)已获国标委立项,此标准的出台将有利于石墨烯新材料的健康发展,开启国内石墨烯时代的来临。

 

材料特性优异

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,是只有一个碳原子厚度的二维材料,是世上已知的电阻率最低(10-8 Ω·m)、导电系数最高(5300 W/m·K)、电子迁移速度极快(超过15000 cm2/V·s)的最新材料。由于其高导电性、高强度、超轻薄等特性,石墨烯已经应用到航天军工领域传感器,可弯曲屏幕以及新能源汽车电池。

 

应用逐步增加

石墨烯材料在新能源电池中的应用主要有两种:一种是改进和提升普通锂电池的性能;另一种则是开发颠覆性能的石墨烯电池,又称为“超级电池”,其能量密度和输出功率将是现有锂电池的五倍,使用寿命是现有锂电池的两倍,充电时间快十倍,而成本比现有锂电池缩减70%。随着研发技术的不断深入,石墨烯的性能会有更大提升,达到量产级别后,成本会更加降低。

 

中商产业研究院研究发现铅酸电池虽然价格低且技术成熟,但由于其污染性导致必然被其他电池所替代;镍氢电池充放电比较快且耐充耐放,但镍氢电池的能量密度较低而无法应用于纯电动汽车;锂电池能量密度高且寿命长,普便应用于新能源汽车,但充电时间过长而阻碍了新能源汽车的应用推广。

 

市场前景广阔

国内新能源汽车发展的瓶颈就是行驶里程较短和充电设施不完善,无法将新能源汽车与普通燃油汽车进行比较。截止到2014年底,国内共生产各类新能源汽车11.9万辆,距离2015年底50万辆和2020500万辆的目标还很遥远,但随着石墨烯电池的出现,新能源汽车将会迎来灿烂的春天。


 

中商产业研究院认为现阶段石墨烯处于产业发展初期,属于“产业概念期”,其技术和应用还不成熟,目前行业属于战略布局阶段。未来石墨烯有希望被列入十三五规划的新材料范围之内,将主要用于“超级电容器”、“触摸屏”、“结构材料”、“传感器”、“高性能计算机”五大领域,将迎来石墨烯大量运用时代。



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