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石墨烯手机电池的优势与局限性

2016-12-05 14:15
月城清浅
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  2016年12月1日,华为瓦特实验室宣布,华为的石墨烯基锂离子电池取得重大突破,并将在12月底发布搭载石墨烯电池的手机。这预示着石墨烯手机电池即将从理论概念变成实际应用,进入消费领域。

  

  当前,由于普通锂离子电池的能量密度有限,手机电池一直没有实质性革新。华为石墨烯电池的问世,能为手机电池市场带来哪些改变,是噱头还是革命呢?

  石墨烯手机电池的优势与意义

  石墨烯具有优异的传导性能及独特的二维单原子层结构,它可以扩大电池内部的结构间隔,使锂离子获得高速率通道的性能,从而拥有比普通锂离子电池更好的性能。西班牙科尔瓦多大学的研究数据显示,石墨烯电池的重量只有锂离子电池的一半,能量密度可达600wh/kg,而常用锂电池的能量密度只有140Wh/Kg。也就是说,石墨烯电池的储电和续航能力是锂电池的4倍以上。另外,根据美国伦斯勒理工学院的研究,石墨烯电池的充放电速度是锂离子电池的10倍。

  

  凭借优异的性能,石墨烯电池的商业化应用将打破现有手机行业的诸多瓶颈。

  首先,石墨烯电池可以打破手机使用时间的瓶颈。目前,锂离子电池越来越难以满足消费者的日常需求,很多消费者经常抱怨手机需要一天两充甚至一天三冲。

  而石墨烯电池凭借强大的储电能力,可以极大的提高手机电池的使用时长。中国科学院合肥物质科学院研制的“烯王”石墨烯手机电池,充满电后可以使用长达半个月的时间。

  其次,石墨烯电池可以打破手机设计空间的瓶颈。由于锂电池技术没有突破性革新,延长手机续航只能依靠加大电池容量,这也意味着手机厂商不得不采用体积更大的电池,增大了手机空间,影响了美观性。

  石墨烯电池拥有极高的能量密度,可以用更小的空间提供更多的电量,从而节省了手机的设计空间,使得手机变得越来越纤薄,并为柔性屏手机如何解决电量问题提供支撑。西班牙科尔瓦多大学的研究人员称,同样的电池容量,石墨烯电池的体积只有锂离子电池的50%。

  

  另外,石墨烯电池可以打破手机分辨率的瓶颈。目前,大部分手机的屏幕分辨率是1080P,采用2K或更高分辨率的屏幕,意味着耗电量的增高和散热量的加大。2014年至2015年,小米、魅族、联想等手机厂商发布了几款2k分辨率的手机,例如小米NOTE顶配版、魅族MX4 PRO、联想K920等,但是由于锂离子电池的局限性,这些手机的实际体验较差。手机厂商在之后推出的手机上,不得不用回1080P分辨率屏幕。

  凭借极高的储电能力和出色的散热性,石墨烯电池可以在提升手机分辨率的同时,提供良好的用户体验,有利于提升手机的视觉效果。另外,石墨烯电池还满足了VR对于高分辨率的需求,为手机与VR的结合提供支撑。

  

  石墨烯电池的局限性

  石墨烯表面特性受化学状态和外界因素影响很大,这在客观上加大了石墨烯电池的制备难度,导致成品率极低,具备生产石墨烯手机电池条件的厂商极少。而且,石墨烯电池的安全性等性能有待市场的考验。所以,短时间内,石墨烯电池难以在手机行业普及开来。

  综合来看,石墨烯手机电池的商业化应用将引发一系列变革,为未来手机行业的创新和发展提供辅助支撑。但是,这种变革在短时间内具有很大的局限性。

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