石墨烯對無人機電池技術(shù)發(fā)展的影響

2015年11月，一家通信設(shè)備公司發(fā)布了一款新品。該產(chǎn)品采用石墨烯作為電池材料，大大縮短充電時間，提高充電能力。這一舉動引起公眾注意，使得社會重新審視石墨烯這一材料。自那之后有人提出無人機電池上是否能引用石墨烯作為電極材料的想法，那么以下格氏電池的小編將帶你了解下石墨烯。

1.什么是石墨烯？

石墨烯是由碳原子組成的二維碳納米材料。

石墨烯不僅是最薄的材料，也是最具彈性的材料，其斷裂強度比最好的鋼材要高200倍。同時，它具有非常好的柔韌性，其拉伸范圍可達到其自身尺寸的20％。它是目前最薄和最高強度的材料，也因此被稱為“黑金”，可見其強度之大。

總之，石墨烯是一種具有高強度，高彈性和高導(dǎo)電性的納米材料。

2.電極材料與電池容量之間的關(guān)系

通過研究，已知電池的充電和放電過程實際上是從微觀角度看電極中陽離子的“結(jié)合”和“分離”的過程。因此，電極材料中的孔洞越多，則這個過程進行就越迅速。

石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)是由碳原子組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由于厚度的限制（僅一層原子），陽離子的運動很少受到限制。同時，由于石墨烯具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由它制成的電極材料具有足夠的孔洞。從這個角度來看，石墨烯無疑是一種非常理想的電極材料。

3.石墨烯的研究現(xiàn)狀

普渡大學正在研究通過一種新的更簡單的方式制造納米電極材料的技術(shù)。根據(jù)普渡大學的研究，在電池中使用納米材料將增加電池充電容量和充電/放電速度。

韓國公司三星電子目前正在從事硅基陽極材料研究，旨在硅表面添加石墨烯涂層。如果研究成功，鋰離子電池的壽命將增加到2倍以上。

該研究結(jié)合了硅基材料的長壽命和石墨烯材料的大電荷容量的優(yōu)點，并關(guān)注如何在硅材料上建立石墨烯涂層的技術(shù)問題。

三星研究人員通過在碳化硅電極表面涂蓋石墨烯，有效地擴大了陽極的表面積。同時它結(jié)合了陰極中使用的鈷酸鋰，大大提高了電池充電電源的單位體積能量密度，電池壽命也比公共汽車市場上銷售的鋰離子電池長1.5-1.8倍。

4.前景

石墨烯是蓄電池的天然電極材料。如果石墨烯納米材料可用于電池技術(shù)，則電池的性能將基本上改變。但是，正如文中提到的，目前石墨烯的相關(guān)技術(shù)還處于實驗室研究階段。