石墨烯不止是石墨烯电池，用在汽车行业的石墨烯材料也是厉害的.doc

《石墨烯不止是石墨烯电池，用在汽车行业的石墨烯材料也是厉害的.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、石墨烯不止是石墨烯电池，用在汽车行业的石墨烯材料也是厉害的　　汽车材料是汽车设计、质量及竞争力的基础，每一次突破性的科技进展，背后一定有材料和工艺的创新，在众多新材料中，石墨烯具备导电性强，材料最硬、强度超高、导热率超高、透光率超高等性能，被广泛应用于新能源汽车、航空航天等多个领域，誉为“即将颠覆二十一世纪的新材料”，备受各方关注。　　　　全球第一辆采用石墨烯做车身材料的方程式赛车　　石墨烯与富勒烯、碳纳米管、金刚石一起构筑起碳从零维到三维的完整的同素异形体。目前，在汽车领域，作为其同胞兄弟的碳纳米管已经显示出诱人的应用前景，虽然石墨烯及其复合材料在汽车上的应用还比较

2、少，但科学家们正在努力研究其在汽车领域方面的应用。　　汽车储能领域　　电源、电控、电机是纯电动汽车的三大系统。目前，作为电源的储能装置主要有锂离子动力电池、超级电容器和燃料电池，三者均要求其电极材料具备大的比表面积、高的导电性和良好的电化学稳定性，这为石墨烯的运用提供了广阔空间。　　石墨烯在汽车电池中的应用　　　　石墨烯是一类具有应用前景的锂离子电池负极材料，已经运用到汽车电池研究领域，西班牙一家以工业规模生产石墨烯的Graphenano公司同西班牙科尔瓦多大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池，其储电量是目前市场最好产品的三倍，用此电池提供电力的电动车最多能行驶100

3、0公里，而其充电时间不到8分钟。石墨烯聚合材料电池的成本将比锂电池低77％，重量也仅为传统电池的一半。　　2015年上半年，山东玉皇新能源科技有限公司搭建起了第一条新型电池生产线，这款快充型锂电动力电池最大的特点就是加入了石墨烯，将电芯内阻减小到最小，有效地解决了阻碍锂电池产品快速充电的技术瓶颈，同时大大延长了电池寿命。目前已经投产，主打物流车和观光车市场一块加入石墨烯的“超能”电池，30分钟可充电至最大容量，配备在新能源汽车上续航里程最高可达400公里，并且电池重量大大减轻。　　石墨烯在超级电容器中的应用　　所谓超级电容，是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能

4、装置。其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。由于其容量很大，对外表现和电池相同，因此也有称作“电容电池”。作为储能器件的一种，超级电容器在充放电过程中释放的能量巨大，但功率却只有同重量普通电容器的十分之一。由于超级电容器充放电过程是物理变化，与化学变化的锂电池充放电过程相比，超级电容器可以快成快放，不用担心损伤电池。因此业界专家认为其以上优势可以取代锂电池成功搭载在新能源汽车中。　　　　南车株机2015年5月单批量交付的世界首列超级电容100%低地板有轨电车，　　其采用7500F双电层超级电容，寿命长达1

5、0年，充放电次数可达100万次。列车每次进站可快速充电，最大充电时间30秒，最快10秒便能完成充电。2015年10月9日，中国中车株洲电力机车有限公司对外发布消息，自主研制的新一代大功率石墨烯超级电容问世。经院士专家组评审认定，其代表了目前世界超级电容单体技术的最高水平。　　石墨烯在储氢材料中的应用　　在燃料电池领域，氢燃料是未来发展的方向。氢能源在汽车上的应用研究发展很快，通用汽车已推出的第三代燃料电池汽车，车速每小时已可达160km/h，续航里程400km。储氢材料的纳米化是提高储氢能力的一个重要方向。目前，用于储氢的材料，如镧镍系稀土、镁系合金等，价格非常昂贵。

6、而石墨烯因具有纳米结构，同时成本相对较低，是储氢材料的较好选择。　　目前，有关石墨烯储氢的实际研究结果与理论容量仍有一定距离。探索不同的石墨烯制备工艺，对石墨烯进行有效掺杂复合是以后石墨烯基储氢材料研究的重要方向。　　汽车轻量化材料　　汽车轻量化是节能减排的一个重要方向。研究表明，在不降低汽车刚性和碰撞性能的前提下，重量减轻10%，油耗将相应减少6%-8%。哥伦比亚大学James等测得石墨烯的强度是世界上最好钢强度100倍，利用原子显微镜测量石墨烯的力学性能，其杨氏模量可达0.5TPa，弹性系数为105N/m。　　因为良好的力学性能，加之低密度，使石墨烯可作为提高材料

7、力学性能的增强相，广泛应用于车用轻质复合材料的开发。　　车用功能复合材料　　电加热座椅　　　　电加热座椅是体现一辆汽车档次的必备装置之一。石墨烯的导热性，相对于碳纳米管来说更加优秀，深圳市汇北川电子技术有限公司将石墨烯作为增强材料加入聚苯乙烯中，得到的是强度更高、导电导热性能更好、重量却更轻的复合材料。这种复合材料比原本聚合物基体的导热系数高出4倍，而石墨烯独有的超二维纳米结构，可以保证热量在加热区域内均匀释放。将石墨烯运用在汽车智能加热坐垫上，让坐垫受热更加快速、均匀、安全，给汽车用户们带来了更体贴、温暖的座驾感受。图1为汽车智能加热坐垫。　　车身