西华大学流体机械及工程团队在能源领域一区期刊上发表论文
近日,西华大学能源与动力工程学院流体机械及工程团队成员闫盛楠博士在Energy Conversion and Management(一区,IF2020=9.709)上发表题为“Energy storage enhancement of paraffin with a solar-absorptive rGO@Ni film in a controllable magnetic field”的研究论文。
基于环境友好性及易获取性等主要特征,太阳能是化石燃料的最佳替代品之一。太阳能高效转换技术主要包括光电和光热利用,其中,光热储能是光热转换的重要应用,提高所用材料的太阳能吸收能力和储热能力至关重要。太阳能光热转换和储存已被证明是有效的太阳能利用途径。在相变过程中,相变材料可以储存和释放大量能量;因此,它们被认为是优良的太阳能存储介质。然而,相变材料的导热系数一般较低,导致传热过程缓慢,限制了相变材料的光热转换效率。为了解决上述问题,研究人员尝试将纳米颗粒掺入相变材料之中,并取得了优良的效果。但是,该种方法存在一定缺点,例如需要大量的纳米颗粒,造成成本较高;此外,一些纳米颗粒容易氧化或团聚,单位质量相变材料的光热吸收能力较低,而且纳米颗粒不易从相变材料中分离出来,会污染相变材料。
为改善上述缺点,团队成员将纳米颗粒(石墨烯)涂覆在导磁材料(泡沫镍)之上。泡沫镍是一种耐腐蚀的磁性材料,通常作为基底;石墨烯具有优异的力学、光学和热性能,广泛用于与太阳能转换和存储相关领域,包括太阳能收集和光热催化等。在制备实验过程中,将泡沫镍作为基底,并将还原氧化石墨烯通过电化学还原方式涂覆在泡沫镍之上,制成复合膜;该复合膜具有耐腐蚀和抗氧化性,并可重复使用。在光热转换实验过程中,将该复合膜置于固态石蜡之上,并引入外部磁场,通过调控磁场强度,使复合膜伴随相变过程而紧贴固液相界面,改善石蜡光热转换特性。该方法结合了磁控调节与纳米颗粒强化光热吸收的优点。磁场调控下的表面式吸收方法可以在不污染相变材料的情况下调节相变过程,提升相变材料的光热存储能力。
结果表明,在泡沫镍上涂覆还原氧化石墨烯能够有效增强泡沫镍的光热吸收能力;通过调节磁场强度可以动态调整rGO@Ni复合膜的位置,使其紧贴固液相界面,且该复合膜易取出,不会污染石蜡;增大磁场强度提升了准稳态温度、储热能力和储热效率,并提高了单位质量石蜡的光热吸收能力以及相界面的移动速度。综上,该方法为太阳能转换和利用提供了一种有效解决方案。
据了解,闫盛楠,博士,讲师,研究方向为多相流动及热质传递,曾参与国家自然科学基金重大研究计划培育项目、优秀青年科学基金项目,发表SCI收录论文7篇,EI收录论文1篇,现任西华大学能源与动力工程学院教师。(通讯员:西华大学翟元平)
石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,厚度仅为头发的20万分之一,是构建其它维数碳质材料(如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨)的基本单元,具有极好的结晶性及电学质量.
石墨烯是零带隙半导体,具备独特的载流子特性和优异的电学质量.石墨烯独特的电子结构为粒子物理中难以观察到的相对论量子电动力学效应的验证提供了便捷的手段.另外,弯曲石墨烯的量子电动力学现象研究可能有助于解决某些宇宙学问题.
在纳电子器件方面,石墨烯的可能应用包括:电子工程领域极具吸引力的室温弹道场效应管;进一步减小器件开关时间,THz超高频率的操作响应特性;探索单电子器件;在同一片石墨烯上集成整个电路.其它潜在应用包括:复合材料;作为电池电极材料以提高电池效率、储氢材料领域、场发射材料、量子计算机以及超灵敏传感器等领域
石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪。”石墨烯目前最有潜力的是成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机。据相关专家分析,用石墨烯取代硅,计算机处理器的运行速度将会快数百倍。而近日,美国麻省理工学院的科学家通过研究发现,在特定情况下,石墨烯能够被转化成具有独特功能的拓扑绝缘体。这一研究发现,有望带来一种制造量子计算机的新方法。中国在石墨烯研究上也具有独特的优势,从生产角度看,作为石墨烯生产原料的石墨,在我国储能丰富,价格低廉。另外,批量化生产和大尺寸生产是阻碍石墨烯大规模商用的最主要因素。而我国最新的研究成果已成功突破这两大难题,制造成本已从5000元/克降至3元/克,解决了这种材料的量产难题。利用化学气相沉积法成功制造出了国内首片15英寸的单层石墨烯,并成功地将石墨烯透明电极应用于电阻触摸屏上,制备出了7英寸石墨烯触摸屏。
石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,厚度仅为头发的20万分之一,是构建其它维数碳质材料(如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨)的基本单元,具有极好的结晶性及电学质量。 石墨烯是零带隙半导体,具备独特的载流子特性和优异的电学质量。石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子,或更准确地,应称为“载荷子”(electric charge carrier),的性质和相对论性的中微子非常相似。
一、前言
早两年随着供给侧改革,方大炭素股价的犀利走势让众人兴奋。,石墨烯概念股非常之火,而在各行各业,石墨烯概念炒作也是不绝于耳。
2019年,在工信部公布的《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》中,高效能石墨烯散热复合膜、石墨烯改性防腐涂料、石墨烯改性润滑材料、石墨烯散热材料、石墨烯发热膜、石墨烯导热复合材料、石墨烯改性无纺布、石墨烯改性电池、石墨烯改性发泡材料等9种石墨烯材料入选。
另外近几年受 5G应用带来的新材料开发需求增加 和 “进口替代”需求增加 影响,石墨烯产业正迎来难得的发展机遇。
石墨烯是目前世界上已知最薄、最坚硬、导电性和导热性最好的材料, 可以运用在计算机芯片上,大幅度提高计算速度。用石墨烯作为导电添加剂,可以显著提高锂电池的充电速度和综合性能。所以人们称它为材料之王。
二、国内市场产业规模
国内石墨烯的行业集中度较低,仍处于完全竞争的阶段,尚不及预期。截止至2017年,中国石墨烯产业规模达到70亿元,较2015年增长了10倍还多,2018年中国石墨烯市场规模有望达到280亿元,因为起步晚,所以未来空间很大。未来五年年均复合增长率约为70.48%,发展势头十分迅猛。
我国石墨资源丰富,其基础储量占世界总储量的24%左右。我国石墨烯企业分布态势已经形成为 以“长三角”为聚集区,其他多地碎片化发展的产业格局。其中,无锡、常州、德阳、重庆、上海等地已形成初具规模的石墨烯产业集群。
从事石墨烯产业化方向的代表公司有辉锐 科技 、常州二维碳素、无锡格菲电子等,而 石墨烯粉体由于下游应用较为广泛分散,多数公司从自己主业出发,研究石墨烯粉体,用作主业产品的添加剂和助剂。多家上市公司有涉及。
虽然发展很快,受益于5G的推进和国产替代双重利好的加持。但整个产业尚存在基础性、关键性技术待突破,石墨烯产业化应用停留在初级阶段等难题,后期如果能在产业链上下游之间,不同区域之间企业强化分工合作,共同推进诸如降低原材料成本,提升原材料品质等共性关键技术的研发,则会带动产业链取得更大突破。
三、石墨烯未来可能出现的使命
一路回顾芯片的发展史,从开始的锗金属,到现在的硅材料。锗一度是主流芯片材料,但鉴于其地壳含量小,成本高,性能不太稳定,被后来的硅材料替代。而目前硅芯片达到7nm,市场普遍认为,3nm是硅芯片工艺的物理极限,就目前看,漏电和散热不佳已经是出现的问题。那么将来谁来替代硅材料。包括石墨烯、磷烯、硼烯等有希望成为主流材料。
石墨烯是最突出被看好的一个,其本身不光是二维超导材料,还是碳纳米材料,早在2012年,IEEE(电气和电子工程师协会)就在《超越摩尔》中写道,未来半导体工业可能从“硅时代”进入“碳时代”。碳纳米材料石墨烯可能在未来代替原来的硅基材料。
新材料(石墨烯)、基因工程、核聚变、人工智能、量子技术被称为可能点燃第四次革命的五大领域。美国特斯拉实验室有一款石墨烯电池,充电十分钟,可以跑一千公里,只是价格太贵,如果石墨烯整体技术成本降下来了,则完全可以替代硅材料,进入一个新的 科技 时代。
四、石墨烯相关概念股部分如下:
1、东旭光电(000413) :2015年3月,公司与北京理工大学签署了《石墨烯新材料产学研合作及投资协议》,合作开展石墨烯新材料研发、产业化、市场经营、项目投资。双方将合资设立子公司作为石墨烯新材料的技术孵化与产业运营平台。
2、宝泰隆(601011) :2015年5月份,公司拟通过技术引进在七台河建设100吨/年石墨烯工业化生产项目。该项目预计总投资18000万元,预计年利润总额25361万元。技术转让费用1500万元。公司拟通过该项目的建设实现产业转型升级,改善公司经营业绩,该项目符合公司发展需要和公司的战略规划,有利于公司的长远发展及保持公司业绩的持续和平稳。
3、碳元 科技 (603133):公司自设立以来始终专注于高导热石墨散热材料开发、制造与销售,是国内开发、制造与销售高导热石墨散热材料的领先企业。公司自主研发、生产高导热石墨膜,产品可应用于智能手机、平板电脑、液晶电视、LED 灯等电子产品的散热。目前,公司产品主要应用于三星、华为、VIVO、OPPO 等品牌智能终端。
4、方大炭素600516,公司是世界前列的优质炭素制品生产供应基地,涉核炭材料科研生产基地主导产品覆盖各功率石墨电极、微孔炭砖、半石墨质炭砖等,涵盖4大系列,38个品种,126种规格上游领域拥有高品位石墨矿,18年产出石墨碳素制品18万吨18年末参股立四川铭源石墨烯 科技 有限公司,通过从事新材料开发机技术孵化拓展生产力
5、华丽家族(600503) :2015年9月份,重庆墨希 科技 与华森心公司签订《石墨烯商务安全手机采购协议》。华森心公司向重庆墨希 科技 公司定制以石墨烯触控屏,石墨烯电池和石墨烯导热膜为核心组件的,符合国家保密局等保四级标准的国密算法硬件加密石墨烯安全手机,该手机主要面向金融业,政府部门和商务高端人士。
6、德尔未来(002631):2015年4月,股东大会同意公司以5亿元设立全资子公司苏州德尔石墨烯产业投资基金管理有限公司作为公司石墨烯新材料新能源对外战略投资平台。苏州德尔投资方向为:与科研院所开展产学研合作,为石墨烯全产业链发展提供技术保障锂离子负极材料、超级电容器及其他新能源储能产业未来将石墨烯复合材料应用于家居产品,并进一步通过产业投资基金利用石墨烯新材料在空气净化材料、污水处理等领域投资。
7、珈伟股份(300317) :2014年9月份,公司与清华大学签署石墨烯-硅薄膜太阳电池技术研发合同,在清华大学已有纳米碳-晶体硅太阳电池技术的基础上,就“石墨烯-硅薄膜太阳电池的研究”进行开发。合作期限3年,总价款300万元。内容涉及研发硅薄膜和石墨烯薄膜的制取工艺、设计和优化石墨烯-硅薄膜太阳电池结构、石墨烯-硅薄膜太阳电池的制作工艺和性能影响因素和石墨烯-硅薄膜太阳电池的相关科学问题等。合作的成果和知识产权双方共同享有。
8、大富 科技 300134,属于全产业链,上游石墨矿方面,拥有20余平方公里极易开采的露天石墨矿,已探明总储量4700万吨中游制备方面,公司年产30吨薄层石墨烯量产线正式投产,并实现了划时代的1元/克以内的低成本高品质石墨烯产业化制造下游应用方面,公司与内蒙古瑞盛新能源有限公司共同出资组建合资公司,共同开展石墨烯等石墨应用产品的生产、研发及销售的项目合作
9、欣旺达300207,属于产业链下游,下游应用方面,2016年4月,公司与南开大学签署了《技术开发合作合同》,双方就“石墨烯等新型电化学储能器件材料及其关键技术”项目事宜进行全方位合作,协议内容包括双方共建“石墨烯新能源材料联合研发中心”等.
10、东方材料603110,控股子公司新东方油墨与多凌 科技 战略合作,新东方油墨通过现有的成熟的油墨树脂研发生产技术为基础,开发适用于石墨烯应用的电子油墨的连接料树脂,借助多凌 科技 现有的石墨烯生产及应用技术,进一步合作开发适用于导电、导热应用的电子油墨产品和其他石墨烯产品.
11、伟星新材002372,公司石墨烯/水性聚氨酯纳米复合材料的制备方法目前已获得国家知识产权局授权.
12、华金资本000532,属于产业链下游,下游应用方面,间接参股(1.679%)的常州二维碳素主要从事石墨烯透明导电薄膜材料的研发与生产.
13、道氏技术300409,子公司昊鑫新能源的主要产品为针对动力锂离子电池用的石墨烯导电剂、碳纳米管导电剂和石墨负极产品。
14、杉杉股份600884,属于产业链下游,下游应用方面,石墨烯导电浆料目前已建成一条年产约400吨的生产线目前处于试生产阶段与中科院宁波材料所合作开发的石墨烯导热垫目前处于产品工艺验证试验的中试阶段,距实现量产供货尚存不确定性
15、天奈 科技 688116,公司碳纳米管导电浆料按主要原料分类,可以分为纯碳纳米管导电浆料和石墨烯复合导电浆料。石墨烯复合导电浆料按配比7:3添加碳纳米管粉体、石墨烯与分散溶剂等其他原材料混合搅拌、研磨而制成,其主要应用于磷酸铁锂锂电池领域。公司石墨烯产品主要配合碳纳米管产品使用。公司不单独生产石墨烯粉体产品,而是在生产石墨烯复合浆料的过程中,先采购膨胀石墨,经过物理剥离、分散后在溶剂中制备出石墨烯,再加入碳纳米管粉体直接制备成石墨烯复合导电浆料。报告期内公司生产石墨烯均为了制备石墨烯复合导电浆料。
16、正泰电器601877,属于产业链下游,下游应用方面,2016年12月8日晚间公告,公司控股子公司正泰西班牙收购西班牙GRABAT公司合计25%的股权,GRABAT公司正大力开展石墨烯电池的产业化推广16年5月公司子公司与中国船舶重工集团动力股份有限公司签订了战略协议,研发高性能石墨烯铅酸蓄电池正泰电器是正泰集团从事石墨烯电池产业的唯一运作平台。
17、沃特股份002886,公司与清华-伯克利深圳学院开展技术交流,以期共同探讨并开展石墨烯在高分子材料领域的应用研究。另外,公司目前拥有一项直接石墨烯复合材料相关授权发明专利。
18、中国动力600482,属于产业链下游,下游应用方面,与上海新池新能源合作研发高性能石墨烯铅酸蓄电池、锂电池。
19、金城医药300233,属于产业链下游,下属山东金城石墨烯 科技 有限公司参与研究开发石墨烯产业化制备技术及石墨烯有机纳米过滤膜技术研发项目,拥有氨基化石墨烯及属锰氧化物石墨烯复合材料的制备方法专利
20、 中天 科技 600522,属于产业链中游和下游,中游制备方面,2017年1月5日晚公告,全资子公司上海中天铝线在石墨烯制备方面取得重要突破下游应用方面,全资子公司上海中天铝线在应用于新型金属基石墨烯复合材料方面取得重要突破。
21、彤程新材603650,公司持有北京石墨烯研究院有限公司16%的股权,该公司主营石墨烯技术的基础研究和产业化应用。
22、南都电源300068,属于产业链下游,下游应用方面,拥有领先的铅炭电池专利技术,可实现铅粉与石墨烯碳材料的均匀混合。
23、莱宝高科002106,2014年9月16日,公司在互动平台表示,公司与中科院重庆分院关于石墨烯的合作尚未进入实质合作阶段。公司同时透露,由于石墨烯材料尚未成熟,且存在一定的应用缺陷,公司与行业相关企业合作开展应用于触摸屏的研究尚未开发出样品。
24、乐通股份002319,属于产业链下游,下游应用方面,2013年1月,公司与宁波墨西 科技 有限公司签署《石墨烯油墨项目合作协议》,双方商定组建合资公司从事石墨烯油墨的研发和生产,计划总投资1亿元人民币。
25、长信 科技 300088,属于产业链下游,下游应用方面,公司与上海师范大学联合成立石墨烯实验室,主要是研发电池材料和电子油墨两个方面。
26.安利股份300218,公司正在研发的项目有铜石墨烯电接触复合材料及其一体化焊接工艺的研究。
所谓“石墨烯粉体”,实际上就是单层石墨烯和多层石墨烯的混合物。目前公众对石墨烯的理解有些混乱。一些企业或者是媒体报道中虽然号称“石墨烯”,但是事实上可能仅是石墨而已。
事实上,现在全世界对石墨烯也没有一个明确的定义。资料显示,最初的石墨烯仅指一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角形呈蜂巢晶格的平面薄膜,是只有一个碳原子厚度的二维材料。2010年诺贝尔物理学表彰的石墨烯研究指的就是这种材料。后续研究表明,从电学性质上讲,两层与三层、乃至十层的碳原子也具有各自特殊物理性质,目前10层以内的说法逐渐被学术界认可。最近成立的中国石墨烯联盟标准化委员会认定,10层以内的碳原子材料才属于石墨烯范围。
2、石墨烯透明薄膜
而石墨烯透明薄膜是利用甲烷或者其它气体在铜箔上生长石墨烯,也就是所谓的气相沉积法,这种方法生产石墨烯更是与石墨资源毫无关系。石墨烯薄膜的生产,其实就是把气体通过一系列处理,特别是高温处理,使其生长在金属衬底上,直至在金属衬底上长满。而石墨烯本身是透明的,对于金属衬底来说,上面有没有附着石墨烯,在颜色上仅稍微有一点点差别,一般人很难看出来。但是,通过这种方法制作的石墨烯的尺寸,基本取决于金属衬底的大小,石墨烯薄膜的尺寸和技术水平关联度不大。在商业化的环境下,探讨石墨烯薄膜的尺寸意义不大,综合经济成本才是关键性的因素。在综合经济成本当中,原料虽然可以忽略,但是生产石墨烯以及石墨烯的转移总体来说还是一个很复杂的过程,每一道工序都在无尘的环境中进行。
3、石墨烯浆料
石墨烯浆料是可以应用与真空显示屏、锂离子电池等电子器件上的导电添加剂,它一般是由石墨烯在高温下起粘结作用的玻璃粉分散于有机载体中,经过轧制而形成粒度小的浆料。制成的浆料可以直接出售给下游企业进行显示屏、锂离子电池等的制备。
总体来看,目前批量生产石墨烯的方式主要有三种:一种是利用化学气相沉积法在金属表面生长出层率很高,面积很大的石墨烯薄膜材料;一种是将天然石墨通过物理或者化学的方法粉碎,形成石墨烯粉体看起来就是很细的黑色粉末;最后一种则是石墨烯浆料,通过加入分散剂制备石墨烯导电浆料,便于下游企业进行深加工使用。也因此,石墨烯的制备的分为:石墨烯薄膜,石墨烯粉体和石墨烯浆料。国内,现在前者以常州二维碳素科技有限公司、格菲电子为代表,中间以第六元素、宁波墨西为代表;后者则是以万鑫石墨谷科技有限公司为代表。下面小编就带大家具体了解一下石墨烯的应用实例。
石墨烯透明导电薄膜实例详解:
2016 年3月3日下午,四川省石墨烯产业技术创新联盟在德阳市成立。在成立大会上,他们宣布石墨烯透明导电薄膜已经进入中试阶段,不久将正式投产生产。石墨烯透明导电薄膜,厚度不足毫米,可以随意弯曲,将广泛运用在手机触摸屏等方面,智能手机软屏、柔性液晶面板等。
其实在导电薄膜应用方面,引领全球的国家是韩国。三星在2010年6月宣布与韩国成均馆大学共同制作了30英寸(对角线约76cm)的石墨烯片。这个巨大石墨烯片的制作方法在某种意义上类似于诺沃肖洛夫所采用的使用胶带的“机械式剥离法”。机械式剥离法是先把粘着胶带(最初使用了Scotch胶带,后来使用的是日本的日东胶带)贴在石墨上,然后通过揭下胶带把石墨烯转印到胶带上。成均馆大学等开发出的方法是采用卷对卷的方式把以CVD法制备于铜(Cu)箔上的石墨烯片转印到大型树脂片上。下图是成均馆大学[1]采用卷对卷的方式制备转移石墨烯薄膜的过程。
卷轴式的转移步骤主要是:
1. 将聚合物膜粘在铜箔上的石墨烯膜上;
2. 化学刻蚀出去铜箔;
3. 将石墨烯薄膜转移到目标基底。日前,这项技术已经成功申请国际专利,主要应用于生产三星公司的触摸屏透明导电电极。
除了上述的转移方法,在国内主要是先在金属基底CVD生长石墨烯,然后用PMMA转移,溶解除去金属和PMMA,制备高质量的石墨烯膜。在实际生产中,为了减少石墨烯膜在转移过程中出现的不完整现象,通常会采用两种方法,再用丙酮溶解PMMA之前滴加少量PMMA溶液部分溶解前一步沉积的PMMA,有利于减少石墨烯与PMMA间的作用力,增强石墨烯与目标基底的接触,保证石墨烯膜的完整性;另外一种方法则是在Cu片上生长石墨烯薄膜,用PMMA转移,用氯化铁溶解金属铜,然后转移到其他基底表面,最后用丙酮溶解去除PMMA,最后把沉积有石墨烯薄膜的基底浸入到浓硝酸中得到P型掺杂的透明导电薄膜。由于其优越的性能,这种透明导电薄膜一般生产成本比较高,产品只适用于高端领域比如航空航天触摸屏,显示屏
石墨烯透明导电薄膜主要用在太阳能电池和显示器件等方面。
大比表面积和宽波段高透光率,可以在很大程度上增加到达激活区的太阳辐射,提高电池在高能谱区的灵敏度,同时还可以用作激活区的抗反射层提高透过率另外由于石墨烯的高空穴传输性同时还可以作为功能层应用在太阳能电池中,因此石墨烯薄膜在染料敏华太阳能电池和光伏电池领域的应用得到飞速发展。石墨烯薄膜作为电池的电极,通常用来取代传统的氧化物导电薄膜(比如氧化锡,氧化铟)等形成电池的电极组成部分。下图为石墨烯太阳能电池结构示意图。
(从上到下依次为:Ag-BCP-Cu-CuPc-PEDOT:PSS-Graphene-Quantum Substrate,其中石墨烯替代了之前的ITO薄膜)
平板显示器目前从电子表、游戏机到通讯设备、检测仪器,以及办公室自动化设备,便携个人电脑、电子记事本、录相机、壁挂电视等等无所不用,因为它可达到薄轻如纸,画面精美、低电压、低功耗的要求。而石墨烯透明导电薄膜由于其超薄、透光率高、原料廉价以及性能稳定而备受研究者青睐。如下图:
(1-8层分别是:玻璃-石墨烯-Cr/Au层-聚乙烯醇-液晶-取向层-ITO-玻璃)
借助光学显微镜和拉曼在玻璃基底上制备石墨烯薄膜,同时在其边缘镀上金属铬和金形成一个金属窗,和另一片ITO 形成夹层,在夹层间填上液晶分子,制备出具有高对比度的LCD 器件。
石墨烯导电浆料
在鸡西,一批石墨矿石被采出后经初加工形成了高纯度石墨原料,接着被运到500公里外的哈尔滨。在松花江北岸哈尔滨万鑫石墨谷科技有限公司生产线上,它们 经历一套世界水准复杂工艺的洗礼,完成从“路人”到“明星”的惊人巨变——普通石墨原料成为拥有超高电导性能的石墨烯产品,国内外多家主流锂电池生产企业 已决定采用冰城石墨烯产品。眼下,数吨石墨烯产品将从哈尔滨发货,不久将走上一家国外大型锂电池企业的生产线。石墨烯产品目前主要以导电浆料形态下线,便于下游采购企业直接使用。
石墨烯导电浆料本质上就是石墨烯与聚合物的复合,即石墨烯导电添加剂。石墨烯在锂离子电池上的应用主要有:
1.石墨烯在锂离子负极的应用:石墨烯直接作为锂离子电池负极,这个实现的方式就是石墨烯透明导电薄膜;石墨烯/SnO2 复合材料或石墨烯/Si 复合材料作为锂离子电池的负极,这方面的应用主要涉及石墨烯粉体的应用。
2.石墨烯在锂离子电池的正极的应用:石墨烯与磷酸铁锂、磷酸钒锂的复合做正极,这也是石墨烯粉体的下游应用。
3.石墨烯作为锂电池的导体添加剂则是石墨烯浆料的应用。
在锂离子电池中加入石墨烯导电浆料后,锂电池的大电流充放电性能、循环稳定性和安全性都得到了极大改善,其效果甚至超出了目前高性能动力锂电池用的碳纳米管导电添加剂。针对不同的聚合物基体和不同的需求,石墨烯浆料的制备方法主要有溶液混合。熔融共混和原位聚合法。其中熔融混合法因为成本低,是工业化最常见的方法。
学校前身是1953年创建于黑龙江省哈尔滨市的军事工程学院,简称“哈军工”,从50年代初建校到现在,学校一直是国家和军队重点建设的院校。学校是第一个五年计划国家156项重点建设工程之一,是中共中央1959年确定的全国20所重点大学之一,是国务院首批批准有权授予硕士、博士学位的院校,是全国首批试办研究生院的22所高校之一,是“七五”、“八五”期间国家重点投资建设的重点院校。1970年学校主体南迁长沙,更名为长沙工学院,1978年改建为国防科学技术大学。截止2014年5月,学校在读学生14000余人,其中本科生8400余人,研究生5600余人。
1952年3月26日中共中央、中央军委(中央人民政府人民革命军事委员会)主席毛泽东批准创办中国人民解放军军事工程学院(哈军工)。7月11日中央军委主席毛泽东签发命令,任命陈赓大将为军事工程学院院长。
1953年1月30日中央军委总政治部批准成立中共军事工程学院委员会。8月26日毛泽东为学院成立暨第一期学员开学颁发《中央人民政府人民革命军事委员会训词》,为学院题写《工学》报名。
1953年周恩来总理、朱德总司令、贺龙、刘伯承、罗荣桓等中央军委首长为学院题词。
1954年2月周恩来召开国务院各部、委及中央军委各总部、军兵种负责人会议,研究解决军事工程学院师资问题。1958年3月26日学院举行第一期学员毕业典礼。1959年12月31日中央军委决定,将炮兵工程系、装甲兵工程系、工兵工程系分出,分别组建各兵种的工程学院。1960年6月炮兵工程系迁往武昌与武昌高级军械技术学校合并,成立炮兵工程学院。学院成立原子化学防护系。
1965年5月5日中央军委决定,军事工程学院划归国防科委建制领导。1966年哈军工被迫转业改制,改名为哈尔滨工程学院,院系也做了调整,改建和新建了火箭工程系、计算机系。1969年12月20日国防科委传达中央军委指示:根据尖端集中、常规分散和实行三结合的原则,一批院校要分建。经国防科委和各总部、军兵种协商后决定:学院主体(院直领导机关、4个系及基层单位)内迁到长沙;航空工程系迁西安,并入西北工业大学;原子工程系迁往四川省重庆市北碚,组建重庆工业大学;舰船工程系留哈尔滨,改名哈尔滨船舶工程学院1994年改名哈尔滨工程大学;风洞实验室,改名风洞研究所。
1970年2月15日起哈尔滨工程学院归七机部领导。1970年正式被肢解分迁。其中主体,导弹工程系(1966年改建为火箭工程系)、电子工程系、1966年新建的计算机系以及基础课部和院机关划归第七机械工业部迁往长沙,成立长沙工学院。1971年12月3日国务院业务组和军委办公会议批准,长沙工学院的任务,主要为七机部培养技术人员,同时兼顾国防科委直属研究院、基地和第二炮兵、湖南地区的需要。学院设3个大队(系)、8个专业、一个研究所、5个研究室、2个工厂。
1973年7月3日国务院、中央军委决定:撤销重庆工业大学,原哈军工(哈工程及哈尔滨工程大学)的有关专业迁回哈尔滨工程大学。原军工二系调归长沙工学院建制。1976年3月学院5个专业、138名学生到北京、上海研究所、工厂进行毕业实践。1977年3月20日经国务院、中央军委批准,学院专业、体制再次进行调整。院机关设四部一办,下设4个系(不含核武器系)、22个专业,1个研究所、1个工厂。1978年5月巨型机方案论证和协作会在北京召开,会议决定巨型机名称为“785”工程。
1978年6月6日国务院、中央军委批发《关于成立中国人民解放军中国人民解放军国防科学技术大学的通知》〔国发(1978)110号文件〕。将长沙工学院改建为中国人民解放军国防科学技术大学,列入解放军序列,执行兵团级职权。
1979年4月21日国防科委颁发国防科技大学体制编制表。下设3个部、9个系、23个专业、39个教研室、13个研究室。1997年,进入“211工程”序列。2006年,进入“985工程“序列,也是军队唯一进入国家“985工程”建设行列的院校。
截止2014年,国防科学技术大学建有4个国家级重点实验室、1个国家“863”高技术重点实验室、2个省部级重点实验室和1个工程研究中心。建有高性能计算中心、质量与可靠性保障中心等2个科研公共服务中心。
国家重点实验室
激光陀螺国家“863”高技术重点实验室
新型陶瓷纤维及其复合材料国家重点实验室
ATR国家重点实验室
并行与分布处理国家重点实验室
信息系统工程重点实验室
省部级重点实验室
光子/声子晶体重点实验室
湖南省电子功能复合材料重点实验室
工程研究中心
空间仪器工程研究中心(由国防科大机电工程与自动化学院与上海航天电子有限公司联合成立)
国防科学技术大学承担着从事先进武器装备和国防关键技术研究的重要任务,取得大批科研成果。2000余项成果获国家、军队和省部级科技奖励,其中国家级特等奖5项、一等奖9项、二等奖48项,军队及省部级一等奖245项,取得了以银河系列巨型计算机、”天河”千万亿次超级计算机系统、”北斗”卫星导航定位系统、中低速磁浮列车、高性能路由器、无人驾驶车等为代表的4000多项科研成果,为中国”两弹一星”和载人航天等重大工程、为国防和军队现代化建设作出了重要贡献。
1967年6月学院研制生产的“441B—Ⅲ中型通用电子数字计算机”交付国防科委第20、21、31试验训练基地使用。
1968年12月学院研制的“核动力潜艇水声通讯识别机”交付海军批量生产,装备部队。
1974年4月计算机研究所研制的“井壁声波测井仪”受到燃化部重视,被选到北京工业学大庆展览会展览。
1975年4月“151—1型计算机图形显示器”研制成功,并参加广交会展览。
1981年2月学校研制的151-3/4计算机双机复合系统、DTY-1型多层印制电路板导通测试仪获解放军科技成果一等奖。
1983年12月6日学校研制的银河亿次计算机通过国家鉴定。
1984年6月28日“银河亿次计算机”荣获特等国防科技成果奖。
1986年9月学校科研成果:四频差动激光陀螺实验室样机、侦察引导接收机、汉字字元编码法、高精密车床主轴回转误差运动测量系统,聚碳硅烷、碳化硅纤维、331工程D/V数字视频转换设备等7项科研成果获国防科工委科技进步一等奖。
1987年5月学校的科研成果:宇航压力容器断裂研究、二维两相喷管流场及最佳型面计算研究、GTF-181光弹性数字图像分析系统、X-500显示处理系统、雷达自适应抗干扰设备、YH-F1银河数字仿真计算机系统、银河超级小型计算机7项成果获国防科工委科技进步一等奖。
1988年9月学校的科研成果:“织女一号”气象火箭、FY-20发动机燃烧室计算模型,八毫米变极化电路元件与天线、DR-128测速雷达、RMXDBMS数据库管理系统、并行推理机模拟实验系统等获国防科工委科技进步一等奖。
1989年6月学校的科研成果:蜂王-1型微型遥控飞行器系统、VM-60单兵多管布烟火箭系统、含非球面的光学系统多功能设计软件、圆度测量与确定性补偿技术、直度测量与补偿技术、军队干部队伍结构动态分析系统、微孔径激光检测装置等获国防科工委科技进步一等奖。
1990年11月学校科研成果,火炮随动系统动态参数测试系统、小型磁悬浮实验样车系统、KD85-466舰船雷达目标自动/智能识别系统等获国防科工委科技进步一等奖。
1991年11月学校的科研成果:YC-2000集成式高速大型电子设备CAD系统、高精度车削尺寸精度控制系统、两足步行机器人、八毫米十字电扫跟踪天线、系统工程教学模拟系统、面向对象的集成化软件开发环境GWOOSE、普通高校招生工作计算机管理信息系统等获国防科工委科技进步一等奖。
1992年11月19日学院“银河-Ⅱ”10亿次巨型计算机研制成功,标志中国高性能计算机技术取得重大突破。1992年11月学校的科研成果:织女三号气象探空火箭、连续碳化硅纤维研制、高分辨率中期预报模式银河高效软件系统、虚阴极振荡高功率微波发生器、“软靠模”活塞车削加工技术、X1000-3DS高速三维地形处理实验系统、8912任务等获国防科工委科技进步一等奖。
1993年2月25日计算机研究所研制成功中国首台“银河智能工具机”。
1993年6月22日学校研制的“银河仿真-Ⅱ”型计算机在长沙通过国家鉴定,标志着中国仿真机研制能力已跨入国际领先行列。
2013年6月,学校研制的”天河”二号超级计算机系统在世界超级计算机500强中再次排名第一。
截止2014年5月,国防科技大学下设航天科学与工程学院、理学院、机电工程与自动化学院、电子科学与工程学院、信息系统与管理学院、计算机学院、光电科学与工程学院、人文与社会科学学院、指挥军官基础教育学院、军事高科技培训学院等10个学院,在26个本科专业招生。
广汽石墨烯电池是1月15日发布的。
8分钟可充满80%,而且续航能力达到了1000KM。既然是正式对外发布了,那肯定是真实存在的。
石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,也称为“新材料之王”。
在电动两轮领域石墨烯的应用已经非常广泛,各大品牌雅迪、爱玛、绿源、台铃都推出了自己的石墨烯电池。而作为电动车电池的最大供应商天能电池更是行业内最早应用石墨烯技术的。
早在2016年年初之际,天能电池就推出了自己的首款石墨烯电池,天能真黑金。
经过几年的发展,天能真黑金电池目前已经升级为T3。
石墨烯在天能T3电池里的应用是石墨烯复合改性的三元球形负极材料:提升单体电池的能量密度,增强电池动力。在两轮车领域石墨烯电池就是提升短时间充电和续航能力,所以广汽石墨烯电池应该是个突破。