深圳石墨烯复合锂电池发展概要.docx
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深圳石墨烯复合锂电池发展概要
石墨烯复合锂电池行业专利
预警分析报告
二零一三年五月
目录
摘要1
1.石墨烯复合锂电池行业发展现状2
1.1.前言2
1.2.石墨烯在锂离子电池中的应用3
1.2.1.石墨烯在锂离子电池负极材料中的应用3
1.2.1.1.金属/石墨烯复合材料3
1.2.1.2.金属氧化物/石墨烯复合材料4
1.2.1.3.硅/石墨烯复合材料5
1.2.1.4.其他石墨烯复合材料6
1.2.2.石墨烯在锂离子电池正极材料中的应用6
1.2.3.石墨烯在锂离子电池导电添加剂中的应用7
1.3.开发石墨烯及其复合材料对锂离子电池行业的意义7
1.3.1.各国对石墨烯的研发投入及进展7
1.3.2.开发石墨烯锂离子复合材料的意义9
2.石墨烯复合锂电池行业专利资料检索范围、检索方法及检索结果11
2.1.专利资料检索区域范围11
2.2.专利资料检索时间范围11
2.3.专利资料检索方法及结果11
2.3.1.中国专利检索方法及结果11
2.3.2.国外专利检索方法及结果11
3.国内石墨烯复合锂电池相关专利分析12
3.1.国内石墨烯复合锂电池相关专利类型分布分析12
3.2.国内石墨烯复合锂电池相关专利申请年份分析12
3.3.国内石墨烯复合锂电池相关专利技术领域分析13
3.4.国内石墨烯复合锂电池相关专利申请人构成分析14
3.5.重点申请人分析16
3.5.1.中国科学院石墨烯复合锂电池相关专利分析16
3.5.1.1.中国科学院石墨烯复合锂电池相关专利技术领域分析16
3.5.1.2.中国科学院石墨烯复合锂电池相关专利申请年份分析17
3.5.1.3.中科院石墨烯复合锂电池相关专利各下属分级单位申请量分析17
3.5.1.4.中国科学院石墨烯复合锂电池相关专利发明人分析18
3.5.1.5.中国科学院石墨烯复合锂电池重点专利分析19
3.5.2.海洋王石墨烯复合锂电池相关专利分析24
3.5.3.浙江大学石墨烯复合锂电池相关专利分析24
3.5.3.1.浙江大学石墨烯复合锂电池相关专利技术领域分析24
3.5.3.2.浙江大学石墨烯复合锂电池相关专利申请年份分析25
3.5.3.3.浙江大学石墨烯复合锂电池相关专利发明人分析26
3.5.3.4.浙江大学石墨烯复合锂电池相关重点专利分析26
4.国外石墨烯复合锂电池相关专利分析31
4.1.国外石墨烯复合锂电池相关专利分布区域分析31
4.2.国外石墨烯复合锂电池相关专利年申请量总体趋势分析32
4.3.美国、欧洲重点石墨烯复合锂电池相关专利分析33
4.3.1.申请人构成及技术区域分布分析33
4.3.2.美欧重点专利解读34
4.4.日本、韩国石墨烯复合锂电池相关重点专利分析35
4.4.1.申请人构成分析35
4.4.2.日韩重点专利解读36
摘要
石墨烯作为一种新型材料,具有优异的物理性能和化学性能,其在锂离子电池应用中具有其独特的优势,本文从国内外以及深圳市三个方面分析了石墨烯复合锂电池相关专利,具体包括专利的技术领域分析、发明人分析、重点专利解读等,并建立了国内外石墨烯复合锂电池专利数据库以及深圳市石墨烯复合锂电池专利数据库,为深圳市石墨烯复合锂电池企业知识产权发展特别是海外专利布局提供参考方向和路径,为建立与世界接轨的现代产业体系的战略目标提供了初步方案。
1.石墨烯复合锂电池行业发展现状
1.1.前言
锂离子电池是在锂电池基础上发展而来的新一代二次电池,具有开路电压高、能量密度大、使用寿命长、无记忆效应、无污染以及自放电率小等优点。
日本索尼公司在1990年研制成功商用锂离子电池,经过20多年的发展,全球锂离子电池市场已经形成中日韩三足鼎立的局面。
根据中国化学与物理电源行业协会的统计分析,2012年全球锂离子电池产量同比2011年增长约8%,总产量达到57.24亿只。
其中,中国生产的锂离子电池(包括日本和韩国企业在中国生产的数量)产量同比增长10%,总产量超过25亿只。
研究表明,未来锂离子电池可能作为电动汽车的动力电源系统之一,因此,开发高安全性、高能量密度的锂离子电池具有重要的战略意义。
目前商业化的锂离子电池是以石墨材料为负极,含锂的金属化合物为正极,其一般的工作原理是:
充电时,锂离子从正极材料的晶格中脱出,经过电解液后嵌入到负极材料石墨的插层中;放电时则过程相反,锂离子从负极材料的晶格中脱出,经过电解液嵌入到正极材料的晶格中,整个过程实际是锂离子在正负极材料间的嵌入和脱嵌过程,并伴随着与锂离子等当量的电子的转移,如图1.1所示。
图1.1
然而,受限于电极材料的结构与电解质的性能,锂离子电池的功率性能相对较弱,即高倍率下的充放电性能并不理想,针对动力锂离子电池,这一缺点尤为突出。
石墨烯(Graphene)是一种二维结构单原子厚度的碳原子层,其厚度只有0.335纳米,是构建零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨的基本单元。
2004年,英国曼彻斯特大学安德烈-海姆教授和他的同事们首次通过微机械力从高取向热解石墨上剥离出单片的石墨烯碳层,这种单层碳原子厚度的二维碳材料具有大理论比表面积(2600m2g-1)和蜂窝状空穴结构,因而有较高的储锂能力,此外,材料本身的高电子迁率(15000cm2V-1s-1),突出的导热性能(3000Wm-1K-1),良好的化学稳定性以及优异的力学性能(拉伸模量1.01Tpa),使得其快速成为国际科学研究的热点。
在锂离子电池应用中,尽管石墨具有很好的Li+嵌脱能力,但石墨在储锂过程中局限于形成LiC6,理论比容量只有372mAh/g【1】。
石墨烯的理论比容量为740~780mAh/g,约为传统石墨材料的2倍多,研究显示,石墨烯独特的储锂性能表现在Li+不仅可存储在石墨烯片层的两侧,形成LiC3化合物,还可以在石墨烯片层的边缘和孔穴中存储,此外,石墨烯的尺寸为微纳米量级,Li+的扩散路径较短,有利于Li+的扩散传输,使得石墨烯负极材料具有良好的电子和离子传输通道,有助于提高锂离子电池的功率性能【2】。
因此,石墨烯材料在锂离子电池应用中具有其独特的优势,本文综述了近年来石墨烯在锂离子电池中的应用的研究进展,并分析了开发石墨烯及其复合材料对中国电池行业打破国外核心技术专利壁垒的重要意义。
1.2.石墨烯在锂离子电池中的应用
1.2.1.石墨烯在锂离子电池负极材料中的应用
目前锂离子电池行业中,常见的负极材料除了商业化的碳素类材料(石墨,软碳,硬碳等),其他各类负极材料如合金类材料、金属氧化物材料、氮化物材料、硅基类材料等也在研究开发中,研究表明,石墨烯与金属、金属氧化物、硅、氮等的复合材料在锂离子电池负极材料中具有很好的应用价值。
1.2.1.1.金属/石墨烯复合材料
目前商业化应用的锂离子电池负极石墨材料比容量较低,铝、锡、铅和硅等元素可以通过电化学方法以合金的形式储存锂离子,Crosnier等通过研究得到锡与锂的合金材料Li4.4Sn的理论电容量可达到990mAh/g,大大高于传统锂离子电池负极材料石墨的理论容量。
然而由于锂离子在嵌入这些金属基的时候会发生明显的体积膨胀,而且合金中锂相的脆弱易发生电极开裂的问题,导致这些合金负极材料的循环性能不够理想。
解决此类问题的方法是控制金属颗粒的大小,并用某些石墨材料包覆该金属材料。
以金属锡为例,其中一种较为简便的方法是制备多孔的碳材料,然后将金属锡嵌入该多孔材料中。
但这种方法的缺点是嵌入多孔碳材料中的金属锡含量有限,从而限制了材料的可逆容量。
另一种碳包覆锡复合材料的制备方法是先制备金属锡颗粒,然后用碳材料包覆锡,该方法的缺点是需要较多的步骤才可以将金属锡嵌入到碳层中去,且调整碳层的难度较大。
石墨烯包覆金属材料是一种较新的方法。
石墨烯不仅作为一个载体,其本身对电子的传导能力就很强,可以增加材料的电化学性能。
WangG.X.等利用石墨烯作为载体,将金属锡较均匀的嵌入到石墨烯片层结构之间形成金属/石墨烯复合料。
该复合材料的可逆容量在30圈时超过600mAh/g,循环60圈后稳定至500mAh/g左右。
另一种合成金属/石墨烯复合材料的方法是将氧化石墨作为前驱体,在水或者乙二醇体系下把金属金、铂和钯的纳米颗粒附载在石墨烯上。
该过程的开始阶段是将金属纳米颗粒附载在氧化石墨上,这些金属纳米颗粒便可作为还原氧化石墨的催化剂。
SiY.等通过研究发现铂附载在石墨烯上有助于减少氧化石墨还原阶段发生的石墨片层聚集的情况。
1.2.1.2.金属氧化物/石墨烯复合材料
金属氧化物具有比容量(>600mAh/g)高、资源丰富及无污染等优点,是石墨材料的最佳替代品之一。
这类材料在嵌脱锂的过程中会伴随严重的体积效应,导致材料倍率性能和循环性能较差。
制备金属氧化物/石墨烯复合材料,可缓解金属氧化物的体积效应,并提高材料的导电性能,使材料在具有较高储锂容量的同时,保持较好的循环性能。
X.Wang等将氧化石墨与SnCl2·2H2O反应,合成Sn02/石墨烯复合材料,发现当Sn02与石墨烯的物质的质量比为3.2:
1.0时,以67mA/g的电流循环(电压为0-2V)30次,复合材料可逆比容量保持在840mAh/g,容量保持率为86%【2】。
过渡金属氧化物与Sn基氧化物的储锂机理有所差异。
P.Poizot等最早报道了过渡金属Co、Fe、Ni等的氧化物对锂离子具有活性,因而可以作为锂离子电池负极材料。
这些过渡金属氧化物可以和锂离子进行较好的可逆反应,其作为锂离子电池负极材料的可逆容量远远高于石墨的理论容量【3】。
H.Kim等采用原位还原法,将Co3O4纳米颗粒均匀分散在石墨烯片层上,得到的Co3O4/石墨烯复合电极具有较高的可逆比容量,以200mA/g的电流在0-3V充放电,首次和第42次循环的比容量分别为990mAh/g和718mAh/g;电流增加至1000mA/g时,可逆比容量仍在600mAh/g以上。
Z.Wu等将粒径为10-30nm的Co3O4颗粒嵌入到石墨烯片层上,产物的结构可以阻止Co3O4颗粒的团聚和在嵌脱锂过程中的体积效应,保持良好的循环性能和库仑效率,以50mA/g的电流在0-3V循环30次,Co3O4/石墨烯的可逆比容量仍有935mAh/g,库仑效率高于98%。
G.Zhou等采用原位还原FeCl3·6H20的方法,将Fe3O4颗粒嵌入交错的石墨烯片层上,产物在35mA/g和700mA/g的电流下循环(0-3V)100次,可逆比容量分别为1026mAh/g和580mAh/g。
H.Wang等将Mn3O4镶嵌到石墨烯网状结构中,得到的Mn3O4/石墨烯复合材料用作锂离子电池负极材料以40mA/g的电流在0-3V充放电,可逆比容量为900mAh/g,当电流为400mA/g时,可逆比容量仍能保持在800mAh/g【2】。
此外,还有CuO、TiO2、Li4Ti5O12等其他过渡金属氧化物的石墨烯复合材料的报道【1】。
1.2.1.3.硅/石墨烯复合材料
硅与锂离子可以形成Li4.4Si,其理论充电比容量高达4200mAh/g,硅是目前已知比容量最高的锂离子电池负极材料,且价格便宜、对环境友好,但在锂离子电池中很难实际应用。
这主要是因为在充放电过程中,电极材料的体积变化较大,会引起合金产生裂缝与粉化,导致材料结构的崩塌和电极材料的剥落,而使电极材料失去电接触,造成电极循环性能急剧下降。
相比于使用其他碳材料的改性方法,石墨烯的引入不仅能更好地阻止硅纳米颗粒的团聚,缓冲材料的体积变化,同时能有效提高硅材料的锂离子和电子的传输能力。
S.Chou等将纳米Si和石墨烯按质量比1:
1进行简单的混合,制备了Si/石墨烯复合材料。
这种复合电极材料以50mA/g的电流在0-3V充放电,第30次循环的比容量仍有l168mAh/g,平均库仑效率为93%。
J.Lee等对纳米Si和氧化石墨混合物进行超声波处理,使Si粒子均匀分散到石墨烯薄片表面,过滤并用H2还原,即得到复合材料。
所得Si/石墨烯复合电极的储锂性能良好,以50mA/g的电流在0-3V循环50次,比容量大于2200mAh/g,第200次循环的比容量大于1500mAh/g【2】。
但简单的研磨或者机械混合是很难将纳米Si颗粒分散在石墨烯基体中形成均一的复合物,还不能充分发挥复合材料的优势。
Yushin等采用气相沉积法在石墨烯片层表面形成连续的Si膜,然后在丙烯中高温处理材料,在材料表面形成碳包覆,在增强导电性的同时也可以防止硅的氧化。
这种复合材料具有由卷曲的二维纳米石墨烯片层组成的三维多孔颗粒结构,缓冲了Si充放电时的体积变化,且能形成稳定的SEI膜,复合材料在1400mA/g电流密度下有超过1000mAh/g的脱锂比容量,且循环稳定性好。
Ma等使用喷雾干燥法制备出具有浴花形状的高性能硅/石墨烯复合材料,石墨烯构成具有内部空腔的三维立体导电网络,并将硅粉包裹在其内部空腔内,形成浴花形的复合颗粒。
该复合材料不仅容量高,而且具有较好的循环性能,在200aA/g电流密度下进行恒流充放电测试,30次循环后的可逆容量仍能保持在1502mAh/g,容量保持率高达98%【1】。
1.2.1.4.其他石墨烯复合材料
向石墨烯中引入N元素,可增加材料的缺陷,并增大片层的间距,有利于电解液的浸润和Li+的传输,使材料具有快速充放电性能,可提高电极材料的循环稳定性。
X.Li等在1050℃下热膨胀氧化石墨时通入NH3,制备出N-石墨烯,该N-石墨烯复合材料作为锂离子电池负极,以50mA/g的电流在0-3V充放电,第2次循环的比容量只有454mAh/g,但储锂性能会随着循环次数的增加而提高,第500次循环时,比容量达到684mAh/g。
Z.Wu等在600℃下,Ar气氛中,将NH3和石墨烯反应2h,制备具有高功率和高能量密度的N-石墨烯复合材料。
该材料在电流为50mA/g、电压为0-3V时的可逆比容量为l040mAh/g;该材料能够实现快速充放电(0-3V),在25A/g的电流下,比容量仍可达到199mAh/g,即可在30s内完成充放电【2】。
除天然石墨以外,碳纳米管、富勒烯等碳材料也可以用于锂离子电池负极。
将石墨烯与这些碳材料复合,能利用石墨烯的特殊片层结构,改善材料的力学性能和电子传输能力,同时,掺杂后的石墨烯片层间距增大,提供了更多的储锂空间【1】。
尽管石墨烯的比表面积大,电化学性能良好,具有较高的比容量,是很有潜力的负极材料,但由于纯石墨烯材料具有首次循环库仑效率低、充放电平台较高以及循环稳定性较差等问题,目前还不能直接取代商用的碳材料作为锂离子电池负极材料,现有技术一般将石墨烯作为一种优异的基体材料来制作复合电极材料。
1.2.2.石墨烯在锂离子电池正极材料中的应用
目前,锂离子电池正极材料主要包括六方层状结构材料(如LiCoO2、LiNiO2、LiNiyCo1-yO2和三元材料)、尖晶石结构材料LiMn2O4、聚阴离子型材料以及V2O5等。
近年有研究者开始研究石墨烯作为正极改性材料的性能,其中,石墨烯与聚阴离子正极材料LiFePO4是研究的热点,Y.Ding等在室温下用共沉淀法合成了纳米结构的LiFePO4/石墨烯(1.5%)复合材料,其2.4-4.2V循环,0.2C首次放电比容量为160mAh/g,10.0C放电比容量保持在110mAh/g。
L.Wang等用水热法制得LiFePO4/石墨烯纳米复合材料,在2.0-4.2V循环,0.1C放电比容量为160.3mAh/g,10.0C放电比容量为81.5mAh/g。
X.F.Zhou等用石墨烯对LiFePO4进行改性,通过喷雾干燥法和热处理制备了LiFePO4纳米粒子与氧化石墨烯的复合物,得到的尺寸2-5um的类球形二次粒子中,LiFePO4一次粒子被三维网状的石墨烯薄片均匀而疏松的包覆。
这样的纳米结构促进了电子在二次粒子中的传导,LiFePO4颗粒与石墨烯薄片之间丰富的间隙,有利于Li+的迁移,从而提高电化学性能,该复合材料在2.0-4.2V循环,60C倍率下的放电比容量仍有70mAh/g,经过1000次循环,容量衰减率小于15%。
F.Y.Su等将制备的LiFePO4/石墨烯和LiFePO4/炭黑用作正极材料,含2%石墨烯复合材料的电化学性能优于含20%炭黑的复合材料。
以上所述的利用石墨烯对LiFePO4的改性,能使电极活性材料电化学性能得到增强,尤其是倍率性能得到提高,功率密度得到改善;但合成原料均是二价铁盐(硫酸盐)和LiOH,成本较高,且副产物Li2SO4不易回收。
其他石墨烯与聚阴离子正极材料如H.D.Liu等用溶胶-凝胶法合成的Li3V2(PO4)3/氧化石墨烯复合物、H.L.Wang等通过溶剂热法制备的LiMn0.75Fe0.25PO4纳米棒虽然都提高了电极电化学性能,但由于其制备工艺要求高难以实现大规模应用。
此外,石墨烯与尖晶石型正极材料如X.Zhao等和S.M.Bak等分别报道的LiMn2O4复合材料,改善了LiMn2O4初始容量较低以及容量衰减快的问题,相比传统碳包覆方法能更好地提高了材料的电化学性能,但X.Zhao等报道的方法制备过程较复杂,反应时间长,而S.M.Bak等报道的方法对石墨烯含量的要求较高,增加了成本,不利于产业化。
另外,石墨烯在改善三元材料以及V2O5等正极材料也已有报道【4】。
1.2.3.石墨烯在锂离子电池导电添加剂中的应用
天然石墨、SuperP、乙炔黑等是常用的电极材料的导电添加剂,常将石墨烯或者其他碳类导电添加剂添加在不同形貌的Si纳米材料中。
研究表明石墨烯作为导电添加剂的改性效果明显优于天然石墨和乙炔黑。
Yang等将石墨烯作为导电添加剂替代SuperP添加在LiFePO4材料中,发现2wt%是最佳添加比例,当石墨烯含量进一步增加是,材料的电化学性能反而下降,而SuperP在材料中的添加比例越高,对材料的电化学性能改善越明显。
这说明相比于SuperP以颗粒形式填充在LiFePO4空隙间以增强材料的导电性,石墨烯是柔韧片层结构填充空隙,因此能以较少的添加量达到更好的性能改善。
目前,石墨烯替代传统导电添加剂的阻碍在于材料的高倍率性能不理想,研究成果也局限在低倍率条件下的循环性能和比容量的提高。
1.3.开发石墨烯及其复合材料对锂离子电池行业的意义
1.3.1.各国对石墨烯的研发投入及进展
本文前述1.1部分综述了石墨烯复合材料在锂离子电池电极改性和导电添加剂方面的进展,充分说明了石墨烯在锂离子电池中的应用前景,但石墨烯量产技术是世界性难题,现有的石墨烯制备方法如机械剥离、化学气相沉积、外延生长以及溶液相氧化还原等比较常用,但各有缺点。
中科院宁波材料所的动力锂电池技术研究团队一直致力于攻克石墨烯量产技术,2013年05月07日,国家科技部转载宁波市科技局报道称全球首条量产石墨烯生产线预计10月在宁波建成,中科院宁波材料所与上海南江(集团)有限公司合作,组建了宁波墨西科技有限公司,并计划建成全球第一条石墨烯生产线,第一期年产300吨,第二期年产1000吨。
虽然石墨烯尚处于初步发展阶段,但放眼国内外,都非常重视石墨烯的产业化。
其中,欧美国家对石墨烯的扶持力度比较大,2012年12月27日,英国财政大臣乔治.奥斯本(GeorgeOsborne)称英国将追加投资2150万英镑资助石墨烯研究项目,其中,英国帝国理工大学、剑桥大学、杜伦大学、埃克塞特大学、曼彻斯特大学和皇家霍洛威学院将共同加入该研究项目,所获资助将用于研究和实验设备投资。
其中,剑桥大学的ClareGray教授和曼彻斯特大学的RobertDryfe教授正在探索石墨烯在能源存储应用方面的潜在用途:
超级电容器和电池。
这些大学的工业合作伙伴包括诺基亚、全球最大军火商英国BAE系统公司、宝洁、英国国防科技集团(Qinetiq)、罗罗(Rolls-Royce)、Dyson公司、夏普和飞利浦等。
2013年1月28日,欧盟委员会宣布,石墨烯和人脑神经化学工程两大研究将获得达20亿欧元(26.8亿美元)的资助。
这是欧盟有史以来最大的研究资助类项目,该两大计划预计将于2013年9月开始实施,其中,石墨烯研发计划将由瑞典Chalmers大学JariKinaret教授牵头,汇集100个研究团队和136个主要研究人员(包括首先开发石墨烯的英国曼彻斯特大学)。
我国在2012年初,工信部印发《新材料产业“十二五”规划》提出“加强纳米技术研究,重点突破纳米材料及制品的制备与应用关键技术,积极开发纳米粉体、纳米碳管、富勒烯、石墨烯等材料”。
受各国对石墨烯的研发投入影响和我国对发展新能源的政策性导向,石墨烯概念股被业界和资本市场热捧。
分析人士认为,石墨烯概念股主要分为三条线,一是上游石墨烯研发,如中国宝安和金路集团;二是下游应用,如南都电池,三是概念混淆,如方大炭素、中钢吉炭和乐通股份。
其中,中国宝安因为其控股子公司深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司(下称贝特瑞)在石墨烯的研发优势一度被股民视为石墨烯概念股的龙头老大,截至2013年5月16日,贝特瑞已有1个“制备球状石墨烯的方法”的专利得到授权。
1.3.2.开发石墨烯锂离子复合材料的意义
早在2001年,电动汽车研究被列入国家863计划重大专项之后,我国开始加大对电动汽车的研发投入,“十一五”以来,各级政府及管理部门先后投入技术研发资金90余亿元。
电动汽车的关键技术之一就是动力电池,目前磷酸铁锂电池被业界普遍认为是理想的新能源汽车动力电池,而磷酸铁锂电池的核心技术均为外国公司所有,虽然有国内企业称获得了自主知识产权的动力锂离子电池,但大部分都是在磷酸铁锂电池的基础上进行改性,始终绕不开国外核心专利的壁垒,这成为悬在中国锂离子电池行业头顶的利剑。
“磷酸铁锂专利无效行政案”被例为2012年度全国知识产权保护重大案件,2010年,该案专利权人Phostech(加拿大佛斯泰克)公司利用磷酸铁锂包覆碳技术核心专利,向国内相关企业提出先收取1000万美元“入门费”以及每生产1吨磷酸铁锂再交纳2500美元专利许可费的苛刻要求,如果外方胜诉,中国电池生产企业每年要支付几千万美元的专利使用费。
而中国磷酸铁锂电池生产行业目前竞争白热化,行业毛利率只有12%左右,行业均价在7-8元/Ah,如果企业要缴纳这么高的专利入门费或者专利使用费,将有近一半企业付不起专利费。
2011年,Phostech公司的主要股东加拿大魁北克水力公司(H-Q)和德国南方化学(SUD-CHEMIE),以及蒙特利尔大学、法国国家科学研究中心(CNRS)又联合起来,将磷酸铁锂材料基础专利与包覆碳技术专利打包,向台湾立凯电能、台湾尚志精密化学等四家公司收取许可费。
目前,国内大型电池企业如力神、比克、东莞新能源等也不得不高价采购Phostech公司或获得专利许可的其他公司生产的材料,生产成本大大增加,在竞争中受制于人。
新型碳纳米材料石墨烯因诺贝尔奖进入大众视野,石墨烯优异的电学、热学、结构和力学性能,以及极具开发价值的量子隧道效应和电导率等一系列特殊性质,使其在下一代晶体管、透明导电膜、储能技术、化学传感、功能复合材料等与人类生产生活息息相关的领域应用前景广阔。
2012年3月16日,世界顶级杂志《科学》发表了美国加州大学洛杉矶分校科学家MaherEl-Kady研究小组制造出超强功能的石墨烯电容器的报道,其充电速率远远高于普通电池,用其为一部iPhone手机充满电仅仅需要5秒钟。
此外,该超级电容器体积超小且整合性强,被认为将带来手机、新能源汽车等行业的革
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