Nanotech Energy 联合创始人兼首席技术官 Maher El-Kady 博士概述了石墨烯的卓越特性，并分享了他对石墨烯电池未来的强大愿景。

“这对整个世界都至关重要。” 

Nanotech Energy 联合创始人兼首席技术官 Maher El-Kady 博士概述了石墨烯的卓越特性，并分享了他对石墨烯电池未来的强大愿景。

在过去的二十年中，石墨烯因其具有许多令人着迷的特性而引起了学术界和工业界的广泛关注。

本质上，它是碳原子的单层或平板。它们以蜂窝结构紧密结合在一起，并且由于它只有一个原子的高度，因此它是我们拥有的最接近二维材料的东西。它非常薄，需要 300,000 片石墨烯堆叠在一起才能制成一张纸厚度的东西。每平方米的重量也仅为0.76毫克，比一张纸的重量轻约10万倍。

就强度而言，石墨烯几乎比钢强200倍。如果你用一平方米的石墨烯制作一个吊床——也就是说，这只是一平方米的材料，只有一个原子厚——它能够承载一只猫的重量，但重量只相当于一只猫的胡须的重量。  

简而言之，石墨烯是迄今为止发现的最薄、最强、最轻、导电性最强的材料。难怪人们称其为神奇材料。

石墨烯引领未来的科技材料

首先，石墨烯具有令人惊叹的强度。作为一种二维材料，石墨烯的强度比钢铁还要高200倍，甚至比最好的碳纤维还要强。这种极高的强度使得石墨烯在航空航天、汽车制造等高强度材料需求领域具有广泛的应用前景。同时，石墨烯还具有极好的灵活性，可以在不断变化的环境中适应各种形状和应力，为未来可穿戴设备和柔性电子设备提供了无限可能。

其次，石墨烯在导电性方面也具有独特优势。石墨烯的导电性是银的1.6倍，导热性是铜的13倍，使其在电池、超级电容器等电学设备中具有巨大的潜力。更为重要的是，石墨烯的导电性随着温度的升高而降低，这一特性使得石墨烯在高温电子设备中具有重要的应用价值。

最新的石墨烯应用研究与实验结果也进一步证实了石墨烯的优势。例如，研究人员已经成功地将石墨烯应用于锂电池，大幅提高了电池的能量密度和充电速度。另外，石墨烯还被用于制造更轻、更强的航空材料，有望大幅提高飞机的燃油效率和安全性。

除了上述应用，石墨烯还在医学领域展现了巨大的潜力。例如，石墨烯纳米片可用于药物输送，石墨烯生物传感器则能用于早期疾病诊断。甚至有人预测，石墨烯有望在未来取代硅，成为新一代半导体材料，推动电子设备的发展。

然而，石墨烯的研究与应用仍面临许多挑战。如何大规模、低成本地制备高质量石墨烯，以及如何充分发挥石墨烯的潜力，仍是科研人员需要解决的问题。尽管如此，石墨烯的独特优势和广阔应用前景仍使其成为了未来科技革命的重要推动力量。

石墨烯的品质如何转移到电池制造中？是什么让它如此适合此应用？

在室温下，石墨烯的导电性能比任何其他已知材料都好。石墨烯的另一个有趣的特性是，当冷却到接近绝对零的温度时，它会转变为超导体，允许电流毫无阻力地流过它。

石墨烯是纳米技术能源电池的重要组成部分。我们利用其品质来提高标准锂离子电池的性能。与铜相比，它在室温下的导电率高出 70%，从而可以在电池运行期间实现高效的电子传输。通俗地说，这意味着更快的充电和放电。

除了重量轻之外，它还具有高表面积。一盎司石墨烯可以覆盖七个足球场。拥有如此大的表面积可以让您存储或附着更多活性电池材料，这意味着您实际上可以在相似的体积内拥有更高容量的电池。

它的强度还意味着它可以用来控制电池运行过程中阳极和阴极颗粒膨胀和收缩时通常发生的破裂。这意味着您也可以使用石墨烯来提高电池的整体循环寿命。

石墨烯在室温下还表现出最高的导热率。这意味着石墨烯增强电池可能能够处理更高的充电和放电速率而不会过热，这对于电动汽车和高功率应用至关重要。

最后，石墨烯由碳组成，碳是宇宙中第四丰富的元素，因此它不太可能耗尽。

石墨烯电池能带来多大的变革？潜在的影响是什么？

石墨烯是迄今为止已知的导热性最强的材料之一。当集成到锂离子电池中时，其卓越的导热性可在电池运行过程中实现高效散热。这意味着过热风险大幅降低，将电池温度保持在安全范围内，并提高电池的整体性能和安全性。此外，石墨烯具有增加电池容量的潜力，有助于实现更可靠、更持久的储能解决方案。

石墨烯电池好不好？

第一、石墨烯电池的神奇之处。石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有极高的电导率和热导率，这使得它在电池领域具有巨大的潜力。石墨烯电池正是利用了石墨烯的高导电性，提升了电池的充放电性能和寿命。此外石墨烯电池还具有更高的能量密度和更快的充电速度，这无疑为我们的日常生活带来了诸多便利。

第二、石墨烯电池的优势明显。

1.高效能：石墨烯电池的充放电性能得到了显著提升，这使得它在许多场景下都表现出优越的性能，例如电动汽车、智能穿戴设备等都离不开高性能电池的支持。

2.环保：由于石墨烯的高导电性，石墨烯电池可以有效降低电池内阻，从而减少能源的浪费，有助于实现绿色环保。

3.长寿命：石墨烯电池的使用寿命远超于普通铅酸电池，这无疑为消费者提供了更长的续航时间和更稳定的性能表现。

第三、石墨烯电池并非智商税。尽管有些人对石墨烯电池持怀疑态度，认为它只是营销噱头，但事实上石墨烯电池已经在实际应用中得到了验证。许多知名品牌已经推出了石墨烯电池产品，并获得了市场和消费者的广泛认可。这足以证明石墨烯电池并非智商税，而是具有实际应用价值的科技产品。

石墨烯的使用是否意味着我们可以在新的环境中使用电池？

是的，这是可能的——石墨烯绝对可以实现当前锂离子电池技术所不存在的新应用。由于石墨烯非常柔韧，因此可以用来制造可直接集成到纺织品和织物中的电池，这对于可穿戴应用来说是理想的选择。石墨烯对充电时间的影响也可能会增加电动汽车的普遍采用。  我们还在加州大学洛杉矶分校开展了一些研究，着眼于可生物降解的石墨烯电池，该电池可用作植入式医疗设备的电源。这是非常令人兴奋的，并且在医疗保健领域充满希望。

开发这项新技术的最大挑战是什么？

第一个挑战是整个行业面临的——学习如何从石墨中分离石墨烯。但最大的挑战是如何防止它重新堆叠并再次像石墨一样运行。研究人员在过去 20 年左右的时间里一直在研究这个问题。我们在纳米技术能源公司也在做同样的事情，试图开发新的方法，使我们能够保留单层石墨烯的固有特性，我们相信我们现在已经解决了这个问题。  展望未来，下一个挑战在于将石墨烯有效地集成到电池中。如果没有将石墨烯融入电池的正确工艺，我们就无法充分利用其潜在优势。我们现在再次相信，我们已经找到了一种工艺，可以为我们提供我们所寻求的高能量密度、长期循环、高功率充电能力和固有安全性。

如何看待纳米技术在未来五年或十年的发展？

作为下一代锂离子电池制造的全球领导者，并为广泛的应用提供环保的储能技术。我希望我们的影响力遍及全球，并且我相信我们会实现这一目标。

文章来源： 石墨烯网，顽强地小红花，红哥分享电动车维修知识