比較超級(jí)電容器和電池，如圖所示的表面介導(dǎo)電池有三種不同的電極厚度，既有高功率密度，也有高能量密度。來(lái)源：美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)

從哪方面看，它都像是一項(xiàng)電池技術(shù)的突破，只是它不是電池。納米技術(shù)儀器股份有限公司（NanotekInstruments,Inc.）及其附屬公司，俄亥俄州（Ohio）代頓（Dayton）的安格斯特朗材料股份有限公司（AngstronMaterials,Inc.）的研究人員，開(kāi)發(fā)出一種新規(guī)范，用于設(shè)計(jì)儲(chǔ)能設(shè)備，這種設(shè)備依賴于使大量鋰離子快速穿梭在電極之間，這種電極具有很大的石墨烯表面。這種能量存儲(chǔ)裝置可以證明對(duì)電動(dòng)汽車非常有用，它可以減少充電時(shí)間，從數(shù)小時(shí)縮短到不到一分鐘。其他應(yīng)用可能包括可再生能源儲(chǔ)存（例如，儲(chǔ)存太陽(yáng)能和風(fēng)能）和智能電網(wǎng)。

研究人員稱，這種新設(shè)備是石墨烯表面功能的鋰離子交換電池，或更簡(jiǎn)單地說(shuō)，是表面介導(dǎo)電池（SMCS：surface-mediatedcells）。雖然目前的設(shè)備使用未優(yōu)化的材料和結(jié)構(gòu)，但是，它們已經(jīng)可以超越鋰離子電池和超級(jí)電容器。這種新設(shè)備可以供應(yīng)每公斤電池100千瓦的功率密度，比商業(yè)化鋰離子電池高100倍，比超級(jí)電容器高10倍。功率密度越高，能量轉(zhuǎn)移速度越快（會(huì)導(dǎo)致更快的充電速度）。此外，這種新電池可以儲(chǔ)存的能量密度為每公斤電池160瓦時(shí)，可媲美商業(yè)化鋰離子電池，比傳統(tǒng)超級(jí)電容器高30倍。能量密度越大，相同體積的設(shè)備可以存儲(chǔ)的能量越多（帶來(lái)電動(dòng)汽車更長(zhǎng)的行駛里程）。

假如有相同的設(shè)備重量，目前的表面介導(dǎo)電池和鋰離子電池可以為電動(dòng)汽車供應(yīng)類似的行駛里程，納米儀器公司和安格斯特朗材料公司聯(lián)合創(chuàng)始人姜鮑爾茲（BorZ.Jang）說(shuō)，我們的表面介導(dǎo)電池就像目前的鋰離子電池相同，可進(jìn)一步提高能量密度，因此同樣可以提高行程。然而，在原則上，表面介導(dǎo)電池可以在幾分鐘內(nèi)充電（可能不到一分鐘），而不是數(shù)小時(shí)，就像目前電動(dòng)汽車使用的鋰離子電池那樣。

姜鮑爾茲和他在納米技術(shù)儀器公司和安格斯特朗材料公司的合作者，已經(jīng)發(fā)表了這項(xiàng)研究，就是對(duì)下一代能量存儲(chǔ)設(shè)備的研究，就發(fā)表在最近一期的《納米快報(bào)》（NanoLetters）上。兩家公司都專門從事納米材料的商業(yè)化，安格斯特朗公司是世界上最大的納米石墨烯片晶（NGPs：nanographeneplatelets）生產(chǎn)商。

過(guò)針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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正如研究人員在他們的研究中解釋說(shuō)，在能量存儲(chǔ)上，電池和超級(jí)電容器都有各自的長(zhǎng)處和弱點(diǎn)。雖然鋰離子電池的能量密度（120-150瓦時(shí)/公斤電池）比超級(jí)電容器（5瓦時(shí)/公斤電池）高得多，但是，這種電池具有低得多的功率密度（1千瓦/公斤電池，比較10千瓦/公斤電池）。許多研究小組做出努力，以新增鋰離子電池的功率密度，提高超級(jí)電容器的能量密度，但是，這兩個(gè)領(lǐng)域仍然具有重大的挑戰(zhàn)。因?yàn)楣?yīng)了一個(gè)全新的框架，可用于儲(chǔ)能裝置，所以，這種表面介導(dǎo)電池使研究人員能夠繞過(guò)這些挑戰(zhàn)。

開(kāi)發(fā)這種新的儲(chǔ)能裝置，縮小了鋰離子電池和超級(jí)電容器性能上的差距，姜鮑爾茲說(shuō)。更重要的是，這一根本上新的框架，用于制造儲(chǔ)能裝置，使研究人員既可以實(shí)現(xiàn)高能量密度，也可以實(shí)現(xiàn)高功率密度，而不必犧牲一個(gè)來(lái)?yè)Q取另一個(gè)。

表面介導(dǎo)電池電極有很大表面積，使大量離子在電極之間快速穿梭，帶來(lái)快速的充電時(shí)間。來(lái)源：美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)

表面介導(dǎo)電池性能的關(guān)鍵，是陰極和陽(yáng)極都包含非常大的石墨烯表面。在制造電池時(shí)，研究人員把鋰金屬（以粒子或金屬箔的形式）放在陽(yáng)極。在首次放電周期，鋰被離子化，帶來(lái)的鋰離子數(shù)量，比在鋰離子電池中要大得多。在電池被使用時(shí)，這些離子通過(guò)液體電解質(zhì)遷移到陰極，進(jìn)入陰極中的孔穴，到達(dá)陰極內(nèi)很大的石墨烯表面。在充電過(guò)程中，大量的鋰離子通量迅速?gòu)年帢O遷移到陽(yáng)極。很大的電極表面積，使大量離子在電極之間快速穿梭，出現(xiàn)很高的功率和能量密度。

研究人員解釋說(shuō)，多孔電極表面（而不是在塊狀電極中，就像電池中那樣）之間的鋰離子交換，完全不要耗時(shí)的插層過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，鋰離子必須插入電極之間，這就構(gòu)成了重要的電池充電時(shí)間。

無(wú)人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

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在這項(xiàng)研究中，雖然研究人員采用大量不同類型的石墨，制備了不同類型的石墨烯（氧化的，降低的單層和多層石墨烯），但是，要進(jìn)一步分析這些材料和配置，以優(yōu)化這種設(shè)備。一方面，研究人員計(jì)劃進(jìn)一步研究這種電池的循環(huán)壽命。到目前為止，他們發(fā)現(xiàn)，這些設(shè)備在經(jīng)過(guò)1000次循環(huán)后，可以保留95％的容量，甚至在2000次循環(huán)后，仍然沒(méi)有表現(xiàn)出枝蔓晶（dendrite）形成的跡象。研究人員還計(jì)劃探討，不同的鋰存儲(chǔ)機(jī)制對(duì)設(shè)備性能的相對(duì)用途。

我們估計(jì)，表面介導(dǎo)電池技術(shù)的商業(yè)化不會(huì)有什么大的障礙，姜鮑爾茲說(shuō)。雖然目前石墨烯是高價(jià)出售，但是，安格斯特朗材料公司正在積極擴(kuò)大石墨烯生產(chǎn)量力。預(yù)計(jì)在未來(lái)1-3年，石墨的生產(chǎn)成本將顯著降低。