铸造厂除尘器系统设计流程
一、拨打电话联系厂家。
二、接到您的来电之后，我们会简单确认您的信息和需求，并快速确定项目组成员，在第一时间内到达工艺现场，进行实地勘察。
三、对您的工艺现场进行现场调查、资料收集、测绘或测试时，我们会和您一起确认以下信息：
1) 您的要求及需要达到的排放标准；
2) 尘源点的数量、性质、分布及污染强度；
3) 现场的平面布置和工程条件；
4) 生产工艺过程，粉尘污染的时空规律和特点：
a) 需净化的烟气量及最大值；
b) 烟气的温度及温度波动范围；
c) 进出除尘器的烟气最大压力；
d) 烟气的成分，比电阻；
e) 烟气的湿度和露点温度；
f) 烟气的磨损性；
g) 最大含尘浓度
四、对于简单的工艺现场，我们经验丰富的技术或项目经理，会在现场跟您沟通初步的设计思路。对于复杂的工况，我们会特别谨慎对待，一般会在我们的项目组仔细探讨过后，跟您沟通设计思路。设计思路包括但不限于以下内容：（一）除尘系统设计方向
1) 根据尘源点的数量、性质、位置分布、现场平面条件等，我们确定除尘系 统的形式，即采用就地式除尘系统、分散式除尘系统或集中式除尘系统；
2) 根据尘源点所在的生产工序、性质、同时工作时间、位置分布及粉尘回收 价值等因素，我们确定分散式集中系统的划分或集中式除尘系统的支路划分、支路切换方案。
（二）除尘器设备选型方案。
1) 根据系统划分，确定各分散式除尘器系统或集中式除尘系统的处理风量；2) 根据烟尘理化性质、处理风量及环保要求，我们结合过去的成功经验，并 依据新的环保技术理论，确定除尘器的型式和型号；
3) 确定净化系统的工艺流程。
（三）尘源控制与集气吸尘罩设计方案，确定处理风量。
1) 根据各尘源点的产尘机理、特点、空间位置、工艺设备生产和维护检修的 要求等，我们确定尘源控制方案，或集气罩的型式和结构；
2) 根据集气罩的型式，我们确定抽风量，并根据有关规范和我们的经验，确 定装置的处理风量。
（四）管路布置、烟囱设计及排灰、输灰方案。
1) 我们会为您合理的选择管道风速，根据风量计算管径，确定烟囱直径和高 度；
2) 根据现场的情况，由经验丰富的工程人员为您确定管路的布置和走向、除 尘器布置、风机布置以及烟囱位置。
3) 根据收集到的信息和您的要求，我们确定排灰、输灰的方式和能力，以及 粉尘回收利用的方式。
（五）风机和电机选型方案。
1) 按国家规范要求，结合我们的经验，我们会根据系统的风量和压力损失， 为您选择风机及电机的形式和型号；
2) 根据系统可能出现的不利工况，对电机功率进行校核；
3) 根据生产工艺的要求和特点，我们确定除尘系统调节方式（阀门、变频、 耦合器等）。
（六）针对特殊工况或特殊要求，设计针对性的处理装置。 根据现场工艺的风量和温度要求，我们会选择性的为您设计合适的保温装置、降温装置、消声装置和减振装置。
（七）其他设计内容：
除了以上关键环节，还有一些细节需要注意，这些细节包括并不限于以下内容，需要根据您现场工艺情况进行确定： 电器、计器、热工及自动控制设计； 给排水设计； 相关的设备基础和建（构）筑物的设计、管道的支吊架设计； 其他辅助设计。
1、除尘系统设计的各个环节基本确定之后，我们的技术人员会开展工程制图工作，他们的工作内容包括：
1) 绘制含主要尺寸的装配图、系统图、布置图、示意图、设备构成，部件参 考图以及必要的计算。
2) 绘制制造详图、相关的标准和样本。
3) 出具详细的材料清单、消耗件和备品备样清单。
4) 编制设备组装、检验、安装、操作和维护的说明。 与此同时，我们的采购、生产、物流配送各个环节均快速响应，为如期交付工程努力工作。 这些工作都是在我们公司内部展开，您所要做的就是安心等待，项目部的工作人员会跟您保持联系，告知您想要了解的所有进度。
2、产品出厂后的下一个环节，即是安装和施工。为了更好的控制跟您接触的每一个环节，提升每个环节的品质，我们培养了一支属于自己的施工队伍。
3、安装工作完成后，我们会和您一起进行设备的试运行。
4、试运行没有问题之后，需要您短时间时间安排项目验收。
5、验收合格，您将正式进入我们的售后服务体系，我们为您提供1年的质保期。
6、即使过了质保期，您也不用担心，我们将定期组织对设备的维护、检查，提供终生技术支持，以保证您用的安心。
厂家介绍：
润利环保--主营工业除尘设备
润利环保除尘设备主营布袋除尘器、滤筒除尘器、生物质锅炉除尘器、催化燃烧设备，光氧活性炭设备，除尘器布袋等配件
润利环保--完善的售后服务
发货速度：厂家直销，一般在3--7天发货；
环保检查：排放浓度低于20mg/m³，符合地方环保评测标准；
机械故障：48小时内达到现场解决故障问题；
安装服务：免费指导安装并详细教授使用过程
售后服务：整机质保1年，易耗品永远成本价销售维护。
润利环保拥有一支专业的技术团队，为广大客户提供性能优良的工业设备和系统解决方案。产品广泛应用于钢结构行业、航天制造行业、五件行业、造船行业、医药行业等工业领域。
“专业”、“敬业”、“快速”的服务理念是每一个润利人的工作标准，恪守“诚信、感恩、阳光、创新、共赢”的企业价值观，润利环保构件了其独特的企业文化，奠定了企业永恒的发展动力。
搜索“润利环保官方客服”微信号（手机同微信号：18303286663）,了解环保新政策，在线咨询环保设备。润利--专业的环保设备生产厂家，为用户提供环保设备方案报价。
一、拨打电话联系厂家。
二、接到您的来电之后，我们会简单确认您的信息和需求，并快速确定项目组成员，在第一时间内到达工艺现场，进行实地勘察。
三、对您的工艺现场进行现场调查、资料收集、测绘或测试时，我们会和您一起确认以下信息：
1) 您的要求及需要达到的排放标准；
2) 尘源点的数量、性质、分布及污染强度；
3) 现场的平面布置和工程条件；
4) 生产工艺过程，粉尘污染的时空规律和特点：
a) 需净化的烟气量及最大值；
b) 烟气的温度及温度波动范围；
c) 进出除尘器的烟气最大压力；
d) 烟气的成分，比电阻；
e) 烟气的湿度和露点温度；
f) 烟气的磨损性；
g) 最大含尘浓度
四、对于简单的工艺现场，我们经验丰富的技术或项目经理，会在现场跟您沟通初步的设计思路。对于复杂的工况，我们会特别谨慎对待，一般会在我们的项目组仔细探讨过后，跟您沟通设计思路。设计思路包括但不限于以下内容：（一）除尘系统设计方向
1) 根据尘源点的数量、性质、位置分布、现场平面条件等，我们确定除尘系 统的形式，即采用就地式除尘系统、分散式除尘系统或集中式除尘系统；
2) 根据尘源点所在的生产工序、性质、同时工作时间、位置分布及粉尘回收 价值等因素，我们确定分散式集中系统的划分或集中式除尘系统的支路划分、支路切换方案。
（二）除尘器设备选型方案。
1) 根据系统划分，确定各分散式除尘器系统或集中式除尘系统的处理风量；2) 根据烟尘理化性质、处理风量及环保要求，我们结合过去的成功经验，并 依据新的环保技术理论，确定除尘器的型式和型号；
3) 确定净化系统的工艺流程。
（三）尘源控制与集气吸尘罩设计方案，确定处理风量。
1) 根据各尘源点的产尘机理、特点、空间位置、工艺设备生产和维护检修的 要求等，我们确定尘源控制方案，或集气罩的型式和结构；
2) 根据集气罩的型式，我们确定抽风量，并根据有关规范和我们的经验，确 定装置的处理风量。
（四）管路布置、烟囱设计及排灰、输灰方案。
1) 我们会为您合理的选择管道风速，根据风量计算管径，确定烟囱直径和高 度；
2) 根据现场的情况，由经验丰富的工程人员为您确定管路的布置和走向、除 尘器布置、风机布置以及烟囱位置。
3) 根据收集到的信息和您的要求，我们确定排灰、输灰的方式和能力，以及 粉尘回收利用的方式。
（五）风机和电机选型方案。
1) 按国家规范要求，结合我们的经验，我们会根据系统的风量和压力损失， 为您选择风机及电机的形式和型号；
2) 根据系统可能出现的不利工况，对电机功率进行校核；
3) 根据生产工艺的要求和特点，我们确定除尘系统调节方式（阀门、变频、 耦合器等）。
（六）针对特殊工况或特殊要求，设计针对性的处理装置。 根据现场工艺的风量和温度要求，我们会选择性的为您设计合适的保温装置、降温装置、消声装置和减振装置。
（七）其他设计内容：
除了以上关键环节，还有一些细节需要注意，这些细节包括并不限于以下内容，需要根据您现场工艺情况进行确定： 电器、计器、热工及自动控制设计； 给排水设计； 相关的设备基础和建（构）筑物的设计、管道的支吊架设计； 其他辅助设计。
1、除尘系统设计的各个环节基本确定之后，我们的技术人员会开展工程制图工作，他们的工作内容包括：
1) 绘制含主要尺寸的装配图、系统图、布置图、示意图、设备构成，部件参 考图以及必要的计算。
2) 绘制制造详图、相关的标准和样本。
3) 出具详细的材料清单、消耗件和备品备样清单。
4) 编制设备组装、检验、安装、操作和维护的说明。 与此同时，我们的采购、生产、物流配送各个环节均快速响应，为如期交付工程努力工作。 这些工作都是在我们公司内部展开，您所要做的就是安心等待，项目部的工作人员会跟您保持联系，告知您想要了解的所有进度。
2、产品出厂后的下一个环节，即是安装和施工。为了更好的控制跟您接触的每一个环节，提升每个环节的品质，我们培养了一支属于自己的施工队伍。
3、安装工作完成后，我们会和您一起进行设备的试运行。
4、试运行没有问题之后，需要您短时间时间安排项目验收。
5、验收合格，您将正式进入我们的售后服务体系，我们为您提供1年的质保期。
6、即使过了质保期，您也不用担心，我们将定期组织对设备的维护、检查，提供终生技术支持，以保证您用的安心。
厂家介绍：
润利环保--主营工业除尘设备
润利环保除尘设备主营布袋除尘器、滤筒除尘器、生物质锅炉除尘器、催化燃烧设备，光氧活性炭设备，除尘器布袋等配件
润利环保--完善的售后服务
发货速度：厂家直销，一般在3--7天发货；
环保检查：排放浓度低于20mg/m³，符合地方环保评测标准；
机械故障：48小时内达到现场解决故障问题；
安装服务：免费指导安装并详细教授使用过程
售后服务：整机质保1年，易耗品永远成本价销售维护。
润利环保拥有一支专业的技术团队，为广大客户提供性能优良的工业设备和系统解决方案。产品广泛应用于钢结构行业、航天制造行业、五件行业、造船行业、医药行业等工业领域。
“专业”、“敬业”、“快速”的服务理念是每一个润利人的工作标准，恪守“诚信、感恩、阳光、创新、共赢”的企业价值观，润利环保构件了其独特的企业文化，奠定了企业永恒的发展动力。
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一种智能无线标准测力仪装置
背景技术
随着质量强国战略的建设与实施，计量检测作为工业性企业进行质量管控的关键环节越来越受到重视，同时对计量技术机构的技术能力要求也越来越高。标准器及配套装置是计量技术工作开展的核心工具，实现计量标准器的智能化、信息化乃至自动化是提升检定校准效率、准确度的必要手段。
目前，各计量技术机构及校准公司对各类试验机力值检定校准在标准器的选用是主要是以下两类：1.力值传感器+数显仪表，2.标准测力环+百分表。随着技术的发展，第二种标准器配置已经在计量技术机构中采用的越来越少了，同时，第一种标准器的配置随着数显仪表的多样化也逐渐以智能仪表或PC端为载体，但是都是以有线串口通信实现传感器信号与仪表交互。在检定校准方法上，检定员依据相应检定规程或校准规范，例如：《JJG 139-2014 拉力压力和万能试验机》、《JJG 475-2008 电子式万能试验机》等。但是不管是针对哪种试验机力值检定或选用哪一类标准器，计量检定人员的人工操作工作量都还是比较大的。
此智能无线标准测力装置研发成功大大降低计量检定人员的工作强度，提高检定校准的效率，实现检定数据的智能化记录处理。
创新内容
创新目的在于提供一种无线标准测力仪装置，用以解决背景技术中存在的人工检定操作工作量大，工作效率低等问题。
为实现上述目的，采取的技术方案为：一种无线标准测力仪装置，包含PCB电路板、力值传感器及手持终端，所述PCB电路板封装在控制盒内，所述力值传感器及手持终端均设置在控制盒外；
所述力值传感器通过嵌设在所述控制盒壳壁上的RS232-DB9接头与设置在PCB电路板上的力值信号采集模块电连接，所述力值信号采集模块与设置在所述PCB电路板上的ADC模块电连接，所述ADC模块通过5V转3.3V电平转换模块与设置在PCB电路板上的MCU主控模块电连接；
所述手持终端与设置在所述PCB电路板上的无线蓝牙通信模块通讯连接，所述无线蓝牙通信模块与所述MCU主控模块电连接。
本无线标准测力仪装置，其工作原理为：
（1）将力值传感器与控制盒上的RS232-DB9串口接头相连；
（2）启动控制盒的电源开关键，启动手持终端上安装的管理应用APP软件，将控制盒的蓝牙与手持终端的蓝牙配对；
（3）点击手持终端上安装的管理应用APP软件的校准界面，填写相应检定信息，包含：委托方，仪器名称、型号规格、出厂编号、生产厂家、温湿度、标准器名称、型号规格、检定/核验员姓名、检定地点和时间、检定依据规程规范等信息；
（4）将本新型标准测力仪装置，放置在待测的试验机工作台面上；
（5）启动待测试验机电源开关，通过试验机控制其自带的软件按设置点对放置在工作台上的本新型标准测力仪进行施加力；
（6）通过力值传感器对待测试验机施加力值进行感测；
（7）通过力值信号采集模块将由力值传感器感测的待测试验机的力值信号经ADC模块转换后输送至MCU主控制模块中；
（8）通过MCU主控制模块完成对整个数据采集、传输工作的调度处理；
（9）将MCU主控制模块处理后的数据通过其自带的蓝牙通信模块传输至手持终端中；
（10）计量操作人员根据手持终端内的智能管理应用APP软件界面显示力的数值，即可获取到待测试验机的测试值。
与现有技术相比，本装置的有益效果是：
（1）采用两个供电电压，一路是3V3供电电压，负责给MCU主控制模块和无线蓝牙通信模块供电操作；另一路是5V供电电压，负责给力值信号采集模块及ADC模块供电，减少电路之间的相互干扰；
（2）通过嵌设在手持终端中的智能管理应用APP软件实现对力值传感器基础信息的管理，便于用户在对力值传感器进行标定时可在应用程序中直接调取，以及实现对被检试验机检定/校准基础信息的管理，方便对历史信息的查阅和使用，同时还能实现对试验机力值信息原始记录电子文档的自动生成；
（3）本装置具有智能化程度高、操作简便易行的优点，有效的解决了计量工作人员不能远距离进行计量工作、计量过程人工动作较多、计量原始记录电子化文档程度不高等问题。
定型产品技术指标
本无线智能标准测力仪系统体积小，具有自身液晶显示和APP显示操作模式，是新一代“互联网+计量”的测力仪表。
本仪表具有两种工作模式，可直接连接力传感器组成测力系统，使用液晶显示屏和实体按键进行显示与操作，实现普通测力仪表的所有功能。也可以使用手机或移动平板上安装的专业APP软件，通过蓝牙无线连接的方式，组成智能无线标准测力仪，实现操作、采集、显示和记录等功能，并可在检定现场记录数据、曲线等资料，形成图片式检定记录。整机松下进口锂电池供电，并采用超低功耗的设计，持久续航，适合各种环境条件的使用要求。小型化轻量化的设计，方便计量部门现场检定的需要。
二、技术指标与特点
1、力值采集准确度：±0.001%。
2、与相应传感器配合，可组成最高达0.01级的标准测力仪。
3、可与任何桥式电路力传感器连接，适用于目前所有的力传感器或扭矩传感器。
4、可标定和存储24路传感器，液晶显示与APP显示实时同步，即可独立使用，也可同时使用液晶和APP测量，适合多人同步采集的情况。
5、采用蓝牙技术方案，可稳定无线传输距离超过20m，可实现无线远程测量。
6、采用日本大容量锂电池，具有低电量提醒功能；超低功耗设计，充满电的情况下可连续使用超过100h，按日常每天使用4小时计算，可连续使用25天以上；
7、标准TYPE-C充电接口，在电池电量低的情况下，可使用任意手机充电器或计算机USB接口进行供电或充电，充电过程也可以继续使用，非常适合现场工作；
8、检定校准专用APP软件Force Cal Expert，可显示实时力值、峰值力值等，具有记录数据、曲线和生成图片原始记录等功能，标定操作简单易用。
背景技术
随着质量强国战略的建设与实施，计量检测作为工业性企业进行质量管控的关键环节越来越受到重视，同时对计量技术机构的技术能力要求也越来越高。标准器及配套装置是计量技术工作开展的核心工具，实现计量标准器的智能化、信息化乃至自动化是提升检定校准效率、准确度的必要手段。
目前，各计量技术机构及校准公司对各类试验机力值检定校准在标准器的选用是主要是以下两类：1.力值传感器+数显仪表，2.标准测力环+百分表。随着技术的发展，第二种标准器配置已经在计量技术机构中采用的越来越少了，同时，第一种标准器的配置随着数显仪表的多样化也逐渐以智能仪表或PC端为载体，但是都是以有线串口通信实现传感器信号与仪表交互。在检定校准方法上，检定员依据相应检定规程或校准规范，例如：《JJG 139-2014 拉力压力和万能试验机》、《JJG 475-2008 电子式万能试验机》等。但是不管是针对哪种试验机力值检定或选用哪一类标准器，计量检定人员的人工操作工作量都还是比较大的。
此智能无线标准测力装置研发成功大大降低计量检定人员的工作强度，提高检定校准的效率，实现检定数据的智能化记录处理。
创新内容
创新目的在于提供一种无线标准测力仪装置，用以解决背景技术中存在的人工检定操作工作量大，工作效率低等问题。
为实现上述目的，采取的技术方案为：一种无线标准测力仪装置，包含PCB电路板、力值传感器及手持终端，所述PCB电路板封装在控制盒内，所述力值传感器及手持终端均设置在控制盒外；
所述力值传感器通过嵌设在所述控制盒壳壁上的RS232-DB9接头与设置在PCB电路板上的力值信号采集模块电连接，所述力值信号采集模块与设置在所述PCB电路板上的ADC模块电连接，所述ADC模块通过5V转3.3V电平转换模块与设置在PCB电路板上的MCU主控模块电连接；
所述手持终端与设置在所述PCB电路板上的无线蓝牙通信模块通讯连接，所述无线蓝牙通信模块与所述MCU主控模块电连接。
本无线标准测力仪装置，其工作原理为：
（1）将力值传感器与控制盒上的RS232-DB9串口接头相连；
（2）启动控制盒的电源开关键，启动手持终端上安装的管理应用APP软件，将控制盒的蓝牙与手持终端的蓝牙配对；
（3）点击手持终端上安装的管理应用APP软件的校准界面，填写相应检定信息，包含：委托方，仪器名称、型号规格、出厂编号、生产厂家、温湿度、标准器名称、型号规格、检定/核验员姓名、检定地点和时间、检定依据规程规范等信息；
（4）将本新型标准测力仪装置，放置在待测的试验机工作台面上；
（5）启动待测试验机电源开关，通过试验机控制其自带的软件按设置点对放置在工作台上的本新型标准测力仪进行施加力；
（6）通过力值传感器对待测试验机施加力值进行感测；
（7）通过力值信号采集模块将由力值传感器感测的待测试验机的力值信号经ADC模块转换后输送至MCU主控制模块中；
（8）通过MCU主控制模块完成对整个数据采集、传输工作的调度处理；
（9）将MCU主控制模块处理后的数据通过其自带的蓝牙通信模块传输至手持终端中；
（10）计量操作人员根据手持终端内的智能管理应用APP软件界面显示力的数值，即可获取到待测试验机的测试值。
与现有技术相比，本装置的有益效果是：
（1）采用两个供电电压，一路是3V3供电电压，负责给MCU主控制模块和无线蓝牙通信模块供电操作；另一路是5V供电电压，负责给力值信号采集模块及ADC模块供电，减少电路之间的相互干扰；
（2）通过嵌设在手持终端中的智能管理应用APP软件实现对力值传感器基础信息的管理，便于用户在对力值传感器进行标定时可在应用程序中直接调取，以及实现对被检试验机检定/校准基础信息的管理，方便对历史信息的查阅和使用，同时还能实现对试验机力值信息原始记录电子文档的自动生成；
（3）本装置具有智能化程度高、操作简便易行的优点，有效的解决了计量工作人员不能远距离进行计量工作、计量过程人工动作较多、计量原始记录电子化文档程度不高等问题。
定型产品技术指标
本无线智能标准测力仪系统体积小，具有自身液晶显示和APP显示操作模式，是新一代“互联网+计量”的测力仪表。
本仪表具有两种工作模式，可直接连接力传感器组成测力系统，使用液晶显示屏和实体按键进行显示与操作，实现普通测力仪表的所有功能。也可以使用手机或移动平板上安装的专业APP软件，通过蓝牙无线连接的方式，组成智能无线标准测力仪，实现操作、采集、显示和记录等功能，并可在检定现场记录数据、曲线等资料，形成图片式检定记录。整机松下进口锂电池供电，并采用超低功耗的设计，持久续航，适合各种环境条件的使用要求。小型化轻量化的设计，方便计量部门现场检定的需要。
二、技术指标与特点
1、力值采集准确度：±0.001%。
2、与相应传感器配合，可组成最高达0.01级的标准测力仪。
3、可与任何桥式电路力传感器连接，适用于目前所有的力传感器或扭矩传感器。
4、可标定和存储24路传感器，液晶显示与APP显示实时同步，即可独立使用，也可同时使用液晶和APP测量，适合多人同步采集的情况。
5、采用蓝牙技术方案，可稳定无线传输距离超过20m，可实现无线远程测量。
6、采用日本大容量锂电池，具有低电量提醒功能；超低功耗设计，充满电的情况下可连续使用超过100h，按日常每天使用4小时计算，可连续使用25天以上；
7、标准TYPE-C充电接口，在电池电量低的情况下，可使用任意手机充电器或计算机USB接口进行供电或充电，充电过程也可以继续使用，非常适合现场工作；
8、检定校准专用APP软件Force Cal Expert，可显示实时力值、峰值力值等，具有记录数据、曲线和生成图片原始记录等功能，标定操作简单易用。
天天喊石墨烯电池，其实都叫错了
2020-01-13 10:33:12 来源: 科技日报 作者: 华凌
与石墨相比，不具有层状结构的石墨烯用作锂电负极的产业化前景不乐观。从目前技术发展阶段来看，石墨烯电池尚未出现。
不久前，某知名厂商在法国官方推特上发布消息，预告其将是第一个配备“石墨烯电池”的手机品牌，并指出这种电池比以前的型号充电速度更快、更耐用、更小巧。虽然不久这则消息被删除，但这再次引起了人们对石墨烯及其在电池中所起作用的关注。那么，目前到底有没有“石墨烯电池”？当石墨烯遇到电池又会给我们带来哪些惊喜呢？
石墨烯+锂电池≠石墨烯电池
我们知道，锂电池由正极、负极、隔膜、电解液四大材料构成，目前主要应用的负极材料为石墨。而石墨烯是从石墨中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度（0.35纳米）的二维晶体，各项性能优于石墨，具有极强导电性、超高强度、高韧性、较高导热性能等，被誉为“新材料之王”。人们希望其取代石墨充当电池负极，或者用于锂电池其他关键材料，以期将锂电池的能量密度和功率密度大幅提高。
目前，很多人将含有石墨烯材料的电池称为“石墨烯电池”。“其实，称这些电池为石墨烯电池并不十分科学和严谨，并且这个概念也不符合行业命名原则，非行业共识。”教育部长江学者、国家杰出青年科学基金获得者、天津大学化工学院教授杨全红在接受科技日报记者采访时指出，石墨烯因其独特的物理化学性质，已经在锂电池中展示出巨大的应用潜力。但是，作为一种碳纳米材料，石墨烯之于锂电池并未超出目前常用碳材料的作用范畴。虽然目前科技论文、企业产品等关于石墨烯提升锂电池性能的消息屡见不鲜，但其核心储能机理并未因石墨烯的加入而改变，因此将添加了石墨烯的锂电池称为石墨烯电池并不恰当。
此外，从专业的角度，电池即便以关键材料命名，也一般遵循“正极—负极活性材料”的规则，锂电池的充放电，由锂离子在正、负极材料中的嵌入和脱出来完成。因此，如果命名为石墨烯电池，则石墨烯应该是主要的电极材料，但现在石墨烯类似添加剂，在电池中的主要作用是提高电极的导电性或者导热/散热特性，并不是电池正负极的活性材料。因此并不能将这样的电池命名为石墨烯电池，而将之称为石墨烯基锂电池则更准确。
“从目前技术发展阶段来看，石墨烯电池尚未出现。石墨具有层状结构，这种结构给锂离子的嵌入设置了一个闸口，是锂电池具有充放电平台和高库仑效率的决定因素，也是其成为锂电池关键材料的重要因素之一。”杨全红说，相比而下，不具有层状结构的石墨烯用作锂电负极的产业化前景不乐观，纯石墨烯的充放电曲线与硬碳和活性炭材料非常相似，还有首次循环库仑效率低、没有充放电平台及循环稳定性差的缺点。因此，目前纯的石墨烯不存在取代石墨类材料直接用作锂电池负极的可能性。但石墨烯基复合材料有可能作为高性能电极材料推动锂电池产业的发展。
“添加剂”让电池性能提升
“5G时代来临，人们迫切需要电池能够做到快速充放电、热传导快、能量密度高等性能。不可否认的是，‘添加剂’石墨烯能够使锂电池性能明显提升，部分解决目前的产业瓶颈。”杨全红表示。
据介绍，碳导电剂对于锂电池必不可少，但大量非活性、轻组分的碳导电剂会降低电池体积能量密度（单位体积储存的能量），这成为锂电池发展的重要瓶颈。杨全红说，将石墨烯用作锂电池导电剂，可以极大增加碳导电剂的单位碳原子导电效率，一改碳黑等传统导电添加剂“点—点”接触模式为“面—点”接触模式，可以构建“至柔至薄至密”的导电网络，大幅降低不贡献容量的碳导电剂用量，解决碳导电剂用量与高能量需求之间的矛盾，显著提高电池的体积能量密度和充放电性能。
此外，由于石墨烯具有良好的热传导性质，目前主流手机厂商将石墨烯作为散热材料使用。作为热量的优良导体，石墨烯同高活性物质的有效接触、保护，一方面可降低电解液在其表面的副反应放热；另一方面对其充放电，特别是快速充放电产生的大量热可实现有效的热传递，降低电池工作过程中的热隐患与热失控，让整个电池体系的热循环更稳定。
迅猛发展的电动汽车和3C电子等移动智能终端应用，要求二次电池具有尽量小的体积和尽量高的体积能量密度。纳米技术使二次电池的质量能量密度和充放电速度大幅提高，但体积能量密度却很难通过纳米化技术提高。杨全红表示，纳米材料的致密化是使电极材料同时具有高的质量和体积性能的必由之路。石墨烯是碳材料的基本结构单元，近期的研究表明，基于胶体化学的石墨烯致密化技术，可以实现多孔碳纳米材料的致密化，就像将膨化食品转化为压缩饼干。这种技术在锂电池中最直接的应用就是，可以实现高性能硅碳电极的致密化，使单位体积锂电池的容量大幅增加，为消除电动汽车的里程焦虑和3C电子等智能终端电池的小型化提供解决方案。这可能成为未来石墨烯在提高锂电池性能方面的重要应用。
可能取代锂电池的技术
当今的移动世界已离不开锂电池。美国阿贡国家实验室能源存储联合研究中心负责人乔治·克拉布特里曾说：“这是有史以来最好的电池技术。”不过，许多研究者认为，锂电池的能量密度已经接近其天花板。
那么，未来会有哪些能够取代锂电池的技术？
据《科学美国人》杂志介绍，全球科研工作者正在努力探索不同的技术路线，如锂硫电池、镁电池、空气电池、液流电池等。
2013年，美国化学工程师埃尔顿·凯恩斯基于锂—硫技术研制出一种仅硬币大小的新型化学电池，在美国劳伦斯伯克利国家实验室经历1500次充放电循环后，电池容量只损失一半。据介绍，由于金属锂负极的使用，理论上锂—硫电池能量密度是锂电池的5倍多。制造电池的PolyPlus公司在实践中发现，增加硫和减少电解液会使电池更容易坏掉。不过英国Oxis能源公司看好锂—硫电池的前景，正在努力开发高能量密度且可应用于电动汽车的锂—硫电池。
一些研究者认为，相比锂，下一代电池应该使用更重的元素，比如镁。相比于一价的锂离子，二价的镁离子能携带两个电荷，这意味着可以释放的电能提高了一倍。不过，携带两个电荷的镁离子移动速度缓慢，难以通过电解液和电极，就像是在黏稠的糖浆中穿行。
美国劳伦斯伯克利国家实验室材料科学家克里斯廷·佩尔松和麻省理工学院材料科学家赫布兰德·塞德成立Pellion技术公司研发高容量镁电池。其2013年底公开的一大批专利表明，他们正在研发更开放的电极结构，促进镁离子快速传输。各大电子产品公司包括丰田、LG、三星和日立等，都在研发类似的镁电池。
视觉中国供图
2020-01-13 10:33:12 来源: 科技日报 作者: 华凌
与石墨相比，不具有层状结构的石墨烯用作锂电负极的产业化前景不乐观。从目前技术发展阶段来看，石墨烯电池尚未出现。
不久前，某知名厂商在法国官方推特上发布消息，预告其将是第一个配备“石墨烯电池”的手机品牌，并指出这种电池比以前的型号充电速度更快、更耐用、更小巧。虽然不久这则消息被删除，但这再次引起了人们对石墨烯及其在电池中所起作用的关注。那么，目前到底有没有“石墨烯电池”？当石墨烯遇到电池又会给我们带来哪些惊喜呢？
石墨烯+锂电池≠石墨烯电池
我们知道，锂电池由正极、负极、隔膜、电解液四大材料构成，目前主要应用的负极材料为石墨。而石墨烯是从石墨中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度（0.35纳米）的二维晶体，各项性能优于石墨，具有极强导电性、超高强度、高韧性、较高导热性能等，被誉为“新材料之王”。人们希望其取代石墨充当电池负极，或者用于锂电池其他关键材料，以期将锂电池的能量密度和功率密度大幅提高。
目前，很多人将含有石墨烯材料的电池称为“石墨烯电池”。“其实，称这些电池为石墨烯电池并不十分科学和严谨，并且这个概念也不符合行业命名原则，非行业共识。”教育部长江学者、国家杰出青年科学基金获得者、天津大学化工学院教授杨全红在接受科技日报记者采访时指出，石墨烯因其独特的物理化学性质，已经在锂电池中展示出巨大的应用潜力。但是，作为一种碳纳米材料，石墨烯之于锂电池并未超出目前常用碳材料的作用范畴。虽然目前科技论文、企业产品等关于石墨烯提升锂电池性能的消息屡见不鲜，但其核心储能机理并未因石墨烯的加入而改变，因此将添加了石墨烯的锂电池称为石墨烯电池并不恰当。
此外，从专业的角度，电池即便以关键材料命名，也一般遵循“正极—负极活性材料”的规则，锂电池的充放电，由锂离子在正、负极材料中的嵌入和脱出来完成。因此，如果命名为石墨烯电池，则石墨烯应该是主要的电极材料，但现在石墨烯类似添加剂，在电池中的主要作用是提高电极的导电性或者导热/散热特性，并不是电池正负极的活性材料。因此并不能将这样的电池命名为石墨烯电池，而将之称为石墨烯基锂电池则更准确。
“从目前技术发展阶段来看，石墨烯电池尚未出现。石墨具有层状结构，这种结构给锂离子的嵌入设置了一个闸口，是锂电池具有充放电平台和高库仑效率的决定因素，也是其成为锂电池关键材料的重要因素之一。”杨全红说，相比而下，不具有层状结构的石墨烯用作锂电负极的产业化前景不乐观，纯石墨烯的充放电曲线与硬碳和活性炭材料非常相似，还有首次循环库仑效率低、没有充放电平台及循环稳定性差的缺点。因此，目前纯的石墨烯不存在取代石墨类材料直接用作锂电池负极的可能性。但石墨烯基复合材料有可能作为高性能电极材料推动锂电池产业的发展。
“添加剂”让电池性能提升
“5G时代来临，人们迫切需要电池能够做到快速充放电、热传导快、能量密度高等性能。不可否认的是，‘添加剂’石墨烯能够使锂电池性能明显提升，部分解决目前的产业瓶颈。”杨全红表示。
据介绍，碳导电剂对于锂电池必不可少，但大量非活性、轻组分的碳导电剂会降低电池体积能量密度（单位体积储存的能量），这成为锂电池发展的重要瓶颈。杨全红说，将石墨烯用作锂电池导电剂，可以极大增加碳导电剂的单位碳原子导电效率，一改碳黑等传统导电添加剂“点—点”接触模式为“面—点”接触模式，可以构建“至柔至薄至密”的导电网络，大幅降低不贡献容量的碳导电剂用量，解决碳导电剂用量与高能量需求之间的矛盾，显著提高电池的体积能量密度和充放电性能。
此外，由于石墨烯具有良好的热传导性质，目前主流手机厂商将石墨烯作为散热材料使用。作为热量的优良导体，石墨烯同高活性物质的有效接触、保护，一方面可降低电解液在其表面的副反应放热；另一方面对其充放电，特别是快速充放电产生的大量热可实现有效的热传递，降低电池工作过程中的热隐患与热失控，让整个电池体系的热循环更稳定。
迅猛发展的电动汽车和3C电子等移动智能终端应用，要求二次电池具有尽量小的体积和尽量高的体积能量密度。纳米技术使二次电池的质量能量密度和充放电速度大幅提高，但体积能量密度却很难通过纳米化技术提高。杨全红表示，纳米材料的致密化是使电极材料同时具有高的质量和体积性能的必由之路。石墨烯是碳材料的基本结构单元，近期的研究表明，基于胶体化学的石墨烯致密化技术，可以实现多孔碳纳米材料的致密化，就像将膨化食品转化为压缩饼干。这种技术在锂电池中最直接的应用就是，可以实现高性能硅碳电极的致密化，使单位体积锂电池的容量大幅增加，为消除电动汽车的里程焦虑和3C电子等智能终端电池的小型化提供解决方案。这可能成为未来石墨烯在提高锂电池性能方面的重要应用。
可能取代锂电池的技术
当今的移动世界已离不开锂电池。美国阿贡国家实验室能源存储联合研究中心负责人乔治·克拉布特里曾说：“这是有史以来最好的电池技术。”不过，许多研究者认为，锂电池的能量密度已经接近其天花板。
那么，未来会有哪些能够取代锂电池的技术？
据《科学美国人》杂志介绍，全球科研工作者正在努力探索不同的技术路线，如锂硫电池、镁电池、空气电池、液流电池等。
2013年，美国化学工程师埃尔顿·凯恩斯基于锂—硫技术研制出一种仅硬币大小的新型化学电池，在美国劳伦斯伯克利国家实验室经历1500次充放电循环后，电池容量只损失一半。据介绍，由于金属锂负极的使用，理论上锂—硫电池能量密度是锂电池的5倍多。制造电池的PolyPlus公司在实践中发现，增加硫和减少电解液会使电池更容易坏掉。不过英国Oxis能源公司看好锂—硫电池的前景，正在努力开发高能量密度且可应用于电动汽车的锂—硫电池。
一些研究者认为，相比锂，下一代电池应该使用更重的元素，比如镁。相比于一价的锂离子，二价的镁离子能携带两个电荷，这意味着可以释放的电能提高了一倍。不过，携带两个电荷的镁离子移动速度缓慢，难以通过电解液和电极，就像是在黏稠的糖浆中穿行。
美国劳伦斯伯克利国家实验室材料科学家克里斯廷·佩尔松和麻省理工学院材料科学家赫布兰德·塞德成立Pellion技术公司研发高容量镁电池。其2013年底公开的一大批专利表明，他们正在研发更开放的电极结构，促进镁离子快速传输。各大电子产品公司包括丰田、LG、三星和日立等，都在研发类似的镁电池。
视觉中国供图
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