新型石墨烯鋰離子電池研制成功 未來手機10分鐘

 　　經過5年的不懈研究，中國航發航材院石墨烯儲能材料研發團隊已成功研制出具有快速充電、長壽命、低發熱的新型石墨烯鋰離子電池，如果采用此種石墨烯鋰離子電池，普通手機僅用10分鐘即可充滿。

　　據了解，在同等條件下，此新型石墨烯鋰離子電池充電時間僅為普通鋰離子電池的十分之一，但使用壽命卻是普通鋰離子電池的5倍，并且有效抑制了發熱問題。石墨烯優異的導電性和導熱性，使鋰離子電池內阻、工作溫升大幅降低，從而實現了快速充放電和長壽命的兼得。

　　北京石墨烯技術研究院有限公司負責人王旭東博士透露，該產品目前已實現了批量制備，即將走向市場應用。該新型石墨烯鋰電子電池將在汽車、航空、通信等領域具有重要市場前景。

　　解密神奇的“工業味精”、“黑黃金”——石墨烯

　　據王旭東博士介紹，石墨烯是可以在各領域廣泛應用的“萬能材料”，具有許多獨特的特性，“一分鐘充完電的電池”、“能拎起來2噸重物的手提袋”、“像襯衣一樣的防彈衣”、“薄得像紙一樣的透明手機”，這些科幻片中才有的物品，未來都有可能通過石墨烯新材料的運用而成為現實。石墨烯和金屬、非金屬結合可以制成很多新型材料，因此被稱作“工業味精”。同時，石墨烯密度極低，但價格極高，同樣重量的石墨烯價格是黃金的15倍，所以有人稱其為“黑黃金”。

　　從石器時代到青銅時代、從鋼鐵時代到電氣(單晶硅)時代，人類技術進步的每一次突破，都和材料技術的發展有密切的關系。石墨烯是科學家公認的下一代革命性、戰略性材料，曾有人斷言，如果說20世紀是單晶硅的世紀，那么21世紀就是石墨烯的世紀。石墨烯是由碳原子構成的單層片狀結構新材料，厚度僅為一個碳原子，石墨烯證明了二維納米材料的存在。

　　王旭東博士告訴記者，石墨烯具有一系列優良的特性，厚度最薄，厚度 0.334 nm，比表面積2630 m2/g 。強度最高，斷裂強度130 GPa，楊氏模量1100 GPa ，也是有史以來被證實的最結實的材料，其強度是鋼的100多倍，同時石墨烯也是已知材料中電子傳導速率最快的材料，電阻率只約10-6 Ω·cm ，石墨烯還具有97.7%的透光率，透光最好，并且導熱率最好，導熱率達5000 W/(mK)。石墨烯的發明人安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫因此獲得了2010年獲諾貝爾物理學獎。

　　國際上對石墨烯的發展也高度重視，歐盟設立未來新興技術(FET)石墨烯旗艦計劃，英國成立國家石墨烯研究院，投資10億英鎊;據統計2006年-2011年，美國國家自然科學基金(NSF)關于石墨烯的資助項目就有200項;韓國政府也投入研發費用14億美元，把石墨烯材料及產品定為未來革新產業之一。我國也高度重視石墨烯產業的發展，國務院印發的《中國制造2025》中石墨烯在其中，被列入戰略前沿材料要求提前布局和研制。

　　北京市要打造世界最高水平的石墨烯復合技術研發基地

　　北京石墨烯產業創新中心作為我國第一個省級石墨烯制造業創新中心，將在充分總結前期運行經驗的情況下，依托專家委員會，進一步強化基礎研究、應用技術研究和產業化的統籌銜接，在軍民融合發展、上下游產業協同發展等方面創新發展模式，充分發揮北京科技資源優勢，更好地服務于北京核心功能，在2018年實現“北京主創新，京津冀主平臺，全國大網絡”的發展格局，建成世界最高水平的石墨烯復合技術研發基地。

　　為進一步加快推進石墨烯應用產業孵化，11月15日，北京石墨烯產業創新中心專家委員會掛牌成立。北京石墨烯產業創新中心主要由北京石墨烯技術研究院有限公司、北京石墨烯研究院和中國國際石墨烯資源產業聯盟組成，形成了“一體兩翼”的組織格局，聚集了最優資源的優勢、構建了多層次人才激勵機制、建立了“眾智”型研發模式、建立了共享型產業公地。

　　北京石墨烯產業創新中心的總體目標是：成為“全球一流的石墨烯復合技術研究及產業孵化中心”。到2020年，將重點推進三大任務：一是瞄準國家重大需求，突破石墨烯應用材料復合化共性技術，實現現有材料升級換代，獲得7個以上國際領先的石墨烯殺手锏應用。二是解決石墨烯批量化制備及應用的通用技術，實現100噸石墨烯低成本制備和應用，形成千億級產業核心。三是瞄準國際前沿，掌握石墨烯顛覆性技術，推進10個“中國發明，世界第一”的石墨烯前沿技術，形成100份國際專利和國際標準，擁有一支具有國際視野的百人隊伍。

　　北京石墨烯產業創新中心將引導開展石墨烯前沿技術、石墨烯應用技術和石墨烯產業技術發展，發揮地方政府產業引領示范和國家科研院所的技術優勢，打造軍民融合發展典范，立足京津冀協同發展，形成：北京創新主核心、京津冀大平臺、全國大網絡的石墨烯產業創新發展體系，使北京成為全球石墨烯創新網絡的關鍵樞紐，全國石墨烯產業創新發展的協同中心，石墨烯軍民融合的示范區，國家石墨烯高端產業的主引擎和主力軍。

　　國家新材料產業發展專家咨詢委員會主任、原中國工程院副院長干勇院士擔任專家委員會主任，中國科學院院士和國際知名學者共12名著名專家擔任委員。專家委員會的成立標志著北京石墨烯產業創新中心將在國內外頂級專家的指導下，面向高端制造業創新發展對先進新材料的重大需求，研判石墨烯行業發展重大問題，按照市場需求制定明確的技術路線圖，加速突破制約產業發展的關鍵共性技術，切實發揮行業引領作用。

　　低調而神秘的幕后英雄——中國航發北京航空材料研究院

　　中國航發北京航空材料研究院(以下簡稱中國航發航材院)成立于1956年，是我國“一五”計劃156個重點建設的項目之一，是國內唯一面向航空，從事航空先進材料應用基礎研究、材料研制與應用技術研究和工程化研究的綜合性科研機構，是我國國防科技工業領域高水平材料研究發展中心，是國家科技創新體系和國防科技創新體系的重要組成部分。

　　近十年來，為滿足下一代航空裝備需求，中航航發航材院開展了大量的新材料、新技術的探索研究。經過60年的發展，航材院已形成涉及17個領域60多個專業，覆蓋金屬材料、非金屬材料、復合材料，材料制備與工藝，材料性能檢測、表征與評價，以及提供標準化、失效分析和材料數據庫等行業服務的綜合性科研機構，擁有7個國家級和10個省部級實驗室及中心，擁有從業人員5000余人，具有完整的材料、工藝、檢測技術體系。航材院致力于先進材料技術的研發和為客戶提供從材料設計、選材、制造到檢測、維修的一體化材料解決方案。

　　中國航發航材院掌握了高性能、低成本石墨烯納米片和石墨烯薄膜制備技術的基礎，同時致力于開展石墨烯應用研究和工程技術開發，推動石墨烯在航空航天、能源、電子和生物等領域應用，已在石墨烯納米片批量化制備、功能化石墨烯、石墨烯宏觀體制備、大尺寸石墨烯薄膜批量化制備、石墨烯增強金屬結構材料、石墨烯儲能材料、石墨烯電子封裝材料、石墨烯電線電纜材料、石墨烯環境凈化材料、石墨烯涂料、石墨烯改性非金屬材料、石墨烯信息材料等領域取得了諸多獨創性的成果。

　　通過近十年的努力，中國航發航材院形成多學科交叉、年輕的創新團隊和技術體系完整、基礎雄厚的工程應用研究團隊。以年輕博士為骨干組成的核心創新團隊，專業涵蓋物理、化學、金屬材料、高分子材料、力學等多個學科領域，具有卓越的創新能力和開拓精神，同時依靠航材院56個研究專業，系統開展了石墨烯在各類材料中的工程應用研究。

　　開創了40多個石墨烯創新應用的研究方向，研制了一系列的新材料，多項成果在航空裝備、國防裝備上驗證、考核、小批應用，有非常好的應用前景;同時，也產生了大量可廣泛應用于國民經濟相關領域的新材料、新成果。

　　2017年10月27日，由中國航發航材院和天津東麗經濟技術開發區以及有關方面共同出資的軍民融合企業中航裝甲科技有限公司(以下簡稱“中航裝甲”)在天津東麗區正式揭牌。中航裝甲主要經營業務是關于石墨烯防護裝甲的開發及研究。