碳元素可能是全世界最神奇的元素，它既可以構(gòu)成世界上最柔軟的石墨礦石（鉛筆芯成分），也可以組成世界上最堅(jiān)硬的鉆石。除此之外，碳元素也能構(gòu)成號(hào)稱(chēng)“新材料之王”的石墨烯。

石墨烯（Graphene）具有“人類(lèi)最強(qiáng)晶體”之稱(chēng)。自從2004年被發(fā)現(xiàn)，石墨烯就成為了目前已知最薄最輕，強(qiáng)度最高，韌性最好，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最佳，透光率最高的材料。英國(guó)物理學(xué)家安德烈·海姆和諾沃肖洛夫也因“在二維石墨烯材料的開(kāi)創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)”為由，共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

就在本周一（11月27日），從中國(guó)和韓國(guó)分別傳來(lái)了兩條與石墨烯相關(guān)的重大新聞，將對(duì)我們今后使用的手機(jī)和汽車(chē)產(chǎn)生重大影響！

三星開(kāi)發(fā)“石墨烯球”，充電速度可快5倍

27日，三星電子宣布開(kāi)發(fā)出核心電池技術(shù)，利用石墨烯延長(zhǎng)鋰離子電池續(xù)航時(shí)間，并加快充電速度。英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》評(píng)論說(shuō)，如果這種技術(shù)能投入量產(chǎn)，那將標(biāo)志著一個(gè)行業(yè)里程碑。

三星電子周一表示，其研究機(jī)構(gòu)三星先進(jìn)技術(shù)研究院(SAIT)成功合成了“石墨烯球”，可將電池容量提高45%，而充電速度提高至現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的五倍。

三星研究員在Nature雜志上發(fā)表有關(guān)石墨烯球的科研成果文章

石墨烯的強(qiáng)度、導(dǎo)電性和彈性，使其在全球電子行業(yè)被譽(yù)為“奇跡材料”，而且自2004年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)一直被視為鋰離子電池的替代品。石墨烯是一種碳的形態(tài)，可被用來(lái)開(kāi)發(fā)更小更薄、但容量更大的電池。

三星表示，這種石墨烯電池只需要12分鐘即可充滿(mǎn)電；而現(xiàn)有的鋰離子電池充電需要一個(gè)小時(shí)左右。新型電池也可用于電動(dòng)汽車(chē)，它能夠在最高60攝氏度以下的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。

在去年遭遇GalaxyNote7智能手機(jī)自燃的安全災(zāi)難后，三星加強(qiáng)了對(duì)電池技術(shù)的研究。據(jù)三星透露，召回以及隨后撤銷(xiāo)這款容易起火的手機(jī)使該公司損失50多億美元，而其中一些手機(jī)正是由于鋰離子電池有問(wèn)題而起火的。

三星先進(jìn)技術(shù)研究院宣布開(kāi)發(fā)出一種方法，用硅石來(lái)合成像三維爆玉米花一樣的石墨烯，然后將這些石墨烯“球”用作先進(jìn)鋰離子電池的材料。三星已經(jīng)在韓國(guó)和美國(guó)申請(qǐng)了這項(xiàng)技術(shù)的專(zhuān)利。

然而行業(yè)專(zhuān)家們告誡稱(chēng)，石墨烯電池技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化仍是多年以后的事情。

SK證券的金永佑表示：“這是一項(xiàng)潛在用途廣泛的了不起的技術(shù)，但石墨烯電池需要很久才能投入量產(chǎn)。關(guān)鍵是誰(shuí)能搶先把這種技術(shù)商業(yè)化。應(yīng)用精細(xì)加工技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)高質(zhì)量的電子級(jí)石墨烯并不容易。”

研究公司IDTechEx的董事加法扎迪表示，三星取得了一些有意思的成果，但他告誡稱(chēng)，世界距離商業(yè)開(kāi)發(fā)這樣的電池還有很長(zhǎng)的路要走。他表示：“這種電池的技術(shù)就緒水平仍處于概念驗(yàn)證到示范階段。我們?cè)谶@些階段經(jīng)常讀到基于石墨烯的卓越成果，但是其中只有少數(shù)能夠轉(zhuǎn)換為商業(yè)成功案例，”

石墨烯電池在寧波取得突破

工信部11月27日消息，寧波中車(chē)新能源科技有限公司和中科院寧波材料所聯(lián)合研發(fā)的石墨烯改性高能量密度鋰離子超級(jí)電容器，日前通過(guò)了寧波市經(jīng)信委組織的新產(chǎn)品鑒定。

該類(lèi)產(chǎn)品經(jīng)用戶(hù)使用，反映良好，主要技術(shù)性能符合使用要求，具備了批量投放市場(chǎng)的能力。專(zhuān)家認(rèn)為，產(chǎn)品單體容量達(dá)17KF、能量密度達(dá)到20Wh/kg以上、功率密度接近8kW/kg，技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

據(jù)了解，新能源車(chē)是汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，而汽車(chē)動(dòng)力電池續(xù)航里程有限、充電時(shí)間長(zhǎng)等短板，阻礙了電動(dòng)汽車(chē)普及范圍。

石墨烯材料是目前世界上已發(fā)現(xiàn)的最薄、最輕、最強(qiáng)的新型納米材料，具備極佳的電化學(xué)儲(chǔ)能特性，超快速充放電、循環(huán)充電等，將為汽車(chē)動(dòng)力電池帶來(lái)顛覆性的變革。因此，石墨烯改性高能量密度鋰離子超級(jí)電容器實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，將解決新能源車(chē)發(fā)展的重要障礙，帶動(dòng)行業(yè)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。

據(jù)中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟產(chǎn)業(yè)研究中心預(yù)測(cè)，全球石墨烯應(yīng)用市場(chǎng)2020年將成長(zhǎng)至1000億元的規(guī)模，中國(guó)在全球石墨烯市場(chǎng)上將占據(jù)主導(dǎo)地位。而中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)已躍居全球第一。在新能源車(chē)使用環(huán)境將享受便利和優(yōu)待的預(yù)期以及技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下，新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)仍將快速發(fā)展。

根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)在近幾年實(shí)現(xiàn)從零到一的階段，整體收入在2015年已達(dá)到6億元的規(guī)模。未來(lái)石墨烯的產(chǎn)業(yè)發(fā)展或?qū)⑦M(jìn)入快車(chē)道。石墨烯應(yīng)用消費(fèi)前景將逐漸清晰，石墨烯行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也即將出臺(tái)，隨著應(yīng)用的不斷拓展，率先布局的企業(yè)將受益。