石墨烯-铝电池最新研究成果：可1.1秒充满电

刚刚，人民日报披露一重大消息：浙江大学高分子科学与工程学系高超团队，研制出了一种新型石墨烯-铝电池。

经测试，它在25万次充放电循环后仍能保持91%的容量；同时其倍率性能优异，快速充电可1.1秒内充满电。

1.1秒啊！只要你眼睛眨一下，手机就充好了！

不仅如此，这种电池还有很多牛掰的特点：

抗冷热：在零下30摄氏度的环境中，它能实现1000次充放电性能不减，而在100摄氏度的环境中，它能实现4.5万次稳定循环。

经折腾：将它弯折一万次后，容量完全保持；即使电芯暴露于火焰中也不会起火或爆炸。

寿命长：哪怕每天充电10次，也能用上近70年！

2、石墨烯为什么那么牛？

我们都知道，“智能化”正在推动人类的下一次工业革命。那么智能化的关键点在哪里呢？

以“智能手机”为例，作为智能时代的开端产品，作为人类行为和交往的基本工具，它的革新可以直接影响我们的效率。

“智能手机”中有大量芯片，比如音频芯片、视频芯片、电源管理芯片、ISP芯片（拍照用）、WIFI芯片、CPU、GPU、基带等等，人们对智能手机的性能的要求越来越高，尤其是续航能力，所以这些芯片的负荷也就越来越高。但是在在材料没有更新的情况下，所有的改进都是量变而不是质变。

现在芯片的材料都是硅，硅的极限宽度是七纳米，已经临近边界。

因此这场变革的临界点落脚到了材料的创新上面。

我们就来好好了解一下新材料之王：石墨烯。

首先，我们来认识一下大自然最基本、最神奇的元素——碳

碳，是生命的基本单元。碳原子一个一个的排列，演变成氨基酸、核苷酸，然后再一节链一节地接长，演变成为蛋白质和核酸，进而演化出细胞，最后组成了虫、鱼、鸟、兽、猴子、猩猩、直至人类。可以说“碳”是生命世界的栋梁之材。

没有碳，就没有生命。世界上已经回荡了三四十亿年的生命交响乐，可以说其主旋律就是“碳：元素的化学演变。

既然碳元素那么神奇，它形成的物质也不同凡响。碳原子的排列方式不同，就组成了不同物质。

我们平常所说的钻石（金刚石），就是由碳原子组成的。碳原子排成四面体，碳原子位于四面体的角顶及中心，具有高度的对称性，于是形成了金刚石。

由于金刚石是天然物质，因此含有杂质。但碳元素形成的另外一种物体石墨烯（Graphene）就不同了，它是完全纯洁的物体。虽然也是由碳原子组成（跟钻石是同素异形体）。

但石墨烯的原子尺寸结构非常特殊，石墨烯是由一层碳原子构成的二维碳膜（只有一层原子厚度），它是世界上唯一只有一层原子构成的物质，特殊到必须用量子场论才能描绘。

2004年，英国曼彻斯特大学物理学家将它成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，因此2010年诺贝尔物理学奖。

3、石墨烯有多神奇？

在塑料里掺入百分之一的石墨烯，就能使塑料具备良好的导电性；

加入千分之一的石墨烯，能使塑料的抗热性能提高30摄氏度。

科研人员还发现，细菌的细胞在石墨烯上无法生长，而人类的细胞则可以正常生长。

如果用石墨烯制作电容装置，它的充放电速度是锂电池100倍——1000倍！

很多人抱怨智能手机用不多久就得一天充几次电，但现在传统的手机电池即将被石墨烯淘汰！

在信号感应方面，据新加坡一个科研团队展示的科研成果，石墨烯感光元件的性能比传统传感器强1000倍！

在信号传输方面，石墨稀的电子传输速度极快，它制造的处理器频率有望达到1THz以上，是目前硅芯片的100到1000倍。

在承受性方面，石墨烯可承受1 亿~2 亿A/cm2 的电流密度，这是铜耐受量的100 倍左右。

在军事方面，美军在轰炸科索沃的军事行动中就曾大量使用石墨炸弹，海湾战争时期，美军就在伊拉克使用这种石墨炸弹来瘫痪萨达姆政府的供电设施，最后使伊拉克全国供电系统85%瘫痪。

而中国也在2009年宣布造出了石墨炸弹，以250公斤集束炸弹为载体，内装填147枚碳纤维子弹药，每一枚包含32束碳纤维。据了解一枚国产石墨炸弹炸弹可以覆盖6000平方米的范围，可以有效的瘫痪敌人城市的电力系统。这让美国大吃一惊。

4、放眼未来，互联网正在升级到物联网，无论是5G还是智能时代，未来一定是万物互联的。

这就对智能设备材料的性能、传感性、敏感度都提出了更高的要求，目前来看石墨烯已经做好了充分的准备，是最好的基础材料，石墨烯才是万物互联的基石！

因此石墨烯被称为“黑金”，对于未来的超级计算机来说，石墨烯也有可能成为材料备选，科学家预言石墨烯将改变人类的21世纪。

中国在石墨烯方面优势巨大，要知道世界石墨的70％在中国。截至2016年3月，中国石墨烯的专利总数占全世界的56%，排名第一，后面才是韩国、美国、日本！

在石墨烯的推动之下，中国的大数据、物联网、云计算、智能设备等各项前沿产业也必定会取得惊人成绩，届时中国的移动支付等创新产业的效率都会大大提升，“万物互联”的实现就不再是问题，这些影响最后都会作用于经济效率的提升！

现在，改变世界的主要有三大科技：人工智能、基因科学、材料科学。中国现在这些领域正逐渐赶超，有望弯道超车，领先世界。