美国石墨烯锂电池彻底揭开了宝安假石墨烯的真面目（有图）
图片来源：中国储能网，文章标题“美新型锂电池容量和充电速度同升10倍”更新：2011-11-16 15:02:41 来源：麻省理工科技
成簇的硅夹在石墨烯薄片之间，使电极可容纳更大数量的锂原子，同时利用柔性石墨烯薄片，适应硅的体积变化。
引入高密度平面纳米尺寸的碳空穴，石墨烯薄片就可以大大加快离子扩散，就在硅石墨烯复合薄片上。这种柔性、自我支撑的三维导电石墨烯结构，包含硅纳米粒子，表现出优良性能，可适应结构变形，代表着一种有吸引力的高功率高容量负极材料，可用于锂离子电池。来源：美国西北大学
美国西北大学（Northwestern University）的工程师声称，他们开发出的技术，可以改善充电电池。
这所大学在一份声明中说，研究小组已经创造了一种锂离子电池电极，使它们充电量比目前技术高10倍。
据报道，电池采用这种电极，充电速度也比目前的电池快10倍。
报道称，研究人员取得这项成果，是因为结合了两种化学工程方法。
“即使经过150次充电，就是使用一年或更多时间后，电池效率仍然比当今市场上的锂离子电池高五倍，”哈罗德昆弓（Harold Kung）解释说，他是麦考密克工程和应用科学学院（McCormick School of Engineering and Applied Science）教授。
锂离子电池充电是依靠化学反应，其中，锂离子是在电池两端之间传送，也就是在阳极和阴极之间传送。
在目前的充电电池中，阳极的制备是采用多层碳基石墨烯薄片，每6个碳原子只能容纳一个锂原子。为了提高储能容量，科学家先前曾尝试用硅取代碳，因为硅能容纳更多的锂，每个硅原子容纳 4个锂原子。然而，在充电过程中，硅膨胀和收缩很剧烈，会导致破裂，迅速丧失充电容量。
目前，电池充电电流的速度局限于石墨烯薄片的形状；它们非常薄，但是，相对而言却很长。在充电过程中，锂离子必须很远地移动到石墨烯薄片的外缘，之后才能进入薄片之间，并停止移动。因为要经过这么长的距离，锂才可以移动到石墨烯薄片的中间，因此，在这种材料边缘，离子“塞车”就会四处出现。
昆弓的研究小组结合两种技术，以解决这两个问题。首先，为了稳定硅，保持最大充电容量，他们把成簇的硅夹在石墨烯薄片之间。这可以使更大数量的锂原子停留在电极上，同时，利用柔性石墨烯薄片，适应使用过程中硅的体积变化。
“现在，我们几乎两全其美了，”昆弓说。“我们有高得多的能量密度，这是因为硅，而夹层降低了硅膨胀和收缩造成的容量损失。即使硅簇破裂，这些硅也不会丧失。”
昆弓的小组也利用化学氧化过程，在石墨烯薄片上创造微孔（10至20纳米），被称为“平面缺陷”（in-plane defects），这样，锂离子就有一个“捷径”，可进入阳极，存储在那里，因为它可以与硅反应。
这项技术为更好的电池铺就了道路，可用于手机和iPod，也会有更高效、更小的电池，用于电动汽车。研究小组认为，在未来三到五年，这项技术可见于市场。
有一篇论文介绍这项研究，发表在《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）杂志上。
题目是《平面空穴制成高功率硅-石墨烯复合电极用于锂离子电池》（In-Plane Vacancy-Enabled High-Power Si-Graphene Composite Electrode for Lithium-Ion Batteries）。
这篇文章配有图片但是对石墨薄片的解释还不够清楚，下面这篇文章解释的更清楚一些
美国大学开发锂电池新技术：电量可增加10倍
更新：2011-11-16 10:51:00 来源：中国储能网
11月15日消息，据国外媒体报道，美国西北大学的研究团队表示，已经找到了突破目前锂离子电池充电量和充电速度限制的方法。新方法不仅让充电量增加了十倍，充电时间也只需原来的十分之一。科学家表示，这项技术可望在三到五年内在市场量售。
这项技术到底是如何工作的呢?
首先，我们必须先了解，电池的充电量主要受限于充电的密度，而充电的速度取决于锂离子能够多快在电解液中到达正极。在目前的技术中，电池的正极是由层层的石墨薄片所组成。
之前的科学家，曾经尝试把以碳元素为主的石墨薄片改成以硅为主的薄膜，因为硅比碳更能有效的容纳锂离子的数目。然而，硅在充电过程中容易急速的收缩和延伸而破碎，反而损失了充电的含量。
除此之外，在目前的技术里，充电的速度主要是被石墨薄片的形状所影响。石墨薄片非常的薄(只有一个碳原子的厚度)，也非常的长，所以在充电的过程中，锂离子需要经过非常久的过程才能到达正极。
这个新的技术，研究团队在石墨薄片中夹杂了层层的硅元素，利用石墨薄片的延展性来稳定硅在充电过程中体积的变化。如此一来，由于硅的作用，充电含量可以多达十倍。除此之外，研究团队也利用化学氧化的过程，在石墨薄片上产生很多非常微小的孔隙(约10-20奈米)让锂离子可以透过捷径快速到达正极，减少充电的时间多达十倍。
目前这个研究只探讨了电池正极的改善方式，接下来研究团队会对于电池负极的改善加以研究，可望在锂离子电池的技术上有更多的突破。
通过以上的两篇文章和所配图片我们可以清楚了，美国的石墨烯锂电池结构是单层的石墨薄片（只有一个碳原子的厚度），也就是单层的石墨烯，而且这种石墨烯有很多微小的孔隙(约10-20奈米)可以让锂离子可以透过捷径快速到达正极，减少充电的时间多达十倍。另外石墨烯之间夹杂了层层的硅元素，利用石墨烯的延展性来稳定硅在充电过程中体积的变化。如此一来，由于硅的作用，充电含量可以多达十倍。
而贝特瑞的所谓石墨烯是单层到10层的石墨烯混合物，而且也不是大面积的，只是粉末而已，这种微小的石墨烯混合物粉末怎么能把硅元素夹在中间呢？
这下我们知道了石墨烯锂电池需要用的石墨烯应该是这样的，即上面有很多非常微小孔隙(约10-20奈米)的单层大面积石墨烯薄片。贝特瑞目前是没有技术能造出来的，而力合参股的第六元素却已经申请了此石墨烯的技术专利。
第六元素在石墨烯薄片上创造微孔的石墨烯专利
名称: 一种利用强碱化学处理得到高比表面积石墨烯材料的方法
申请（专利）号: CN201110048059.4
申请日: 2011.02.28 公开（公告）号: CN102070140A
公开（公告）日: 2011.05.25
专利说明书摘要
本发明涉及一种化学处理法生产石墨烯材料的方法，属于石墨烯材料制备技术领域。
背景技术
石墨烯，英文名Graphene，是碳原子按照六角排列而成的二维晶格结构。 作为单层碳原子平面材料，石墨烯可以通过剥离石墨材料而得到。这种石墨晶体薄膜自2004年被曼彻斯特大学的科学家发现之后，石墨烯就成为科学界和工业界关注的焦点。石墨烯的厚度只有0.335纳米，不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬；作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知所有的导体和半导体都快（石墨烯中电子的迁移速度达到了光速的1/300）。由于石墨烯的特殊原子结构，其中载流子（电子和空穴）的行为必须用相对论量子力学（relativistic quantum mechanics）才能描绘。同时，作为单层碳原子结构，石墨烯的理论比表面积高达2630 m2/g。如此高的比表面积使得以基于石墨烯的材料成为极有前途的能量储存活性材料， 使得石墨烯材料有可能在储氢、新型锂离子电池、超级电容器或者燃料电池得到应用。
本发明提高石墨烯比表面积，具体地，从目前的最高700 m2/g 提高数倍至1500～3000 m2/g，并且同时保持材料的高电导。本发明利用强碱和碳在高温下的反应，对热处理或者微波辐照得到的石墨烯粉末进行进一步化学处理，从而快速的、大批量的在石墨烯表面腐蚀出纳米量级的微孔，极大地提高其比表面积。于此同时，高温处理可进一步还原石墨烯，从而保证所得到材料的高导电性。
第六元素大面积石墨烯薄片的专利
名称: 一种化学气相沉积制备单层和多层石墨烯的方法
申请（专利）号: CN201110153485.4 申请日: 2011.06.09
公开（公告）号: CN102220566A 公开（公告）日: 2011.10.19
主分类号: C23C16/26（2006.01）I 范畴分类:
分类号: C23C16/26（2006.01）I
申请（专利权）人: 无锡第六元素高科技发展有限公司
发明（设计）人: 瞿研
地址: 214000 江苏省无锡市惠山区长安镇中惠路518-8西侧无锡清华高新技术研究所
一种化学气相沉积制备单层和多层石墨烯的方法，涉及一种石墨烯材料的制备方法。步骤是，将金属衬底置于真空管式炉或者真空气氛炉中，在除去真空腔内氧气的情况下，将氢气注入真空腔中，并升温至800-1100摄氏度，再将碳源气体注入真空腔中，即得沉积石墨烯的金属衬底。本发明采用化学气相沉积法，在金属衬底（铜箔或镍箔等）上高温裂解甲烷或其他碳源气体，沉积得到石墨烯薄膜，从而提供一种制备超大面积单层或者多层石墨烯薄膜的方法。
说明书
本发明涉及一种石墨烯材料的制备方法。
石墨烯，英文名Graphene，是碳原子按照六角排列而成的二维晶格结构。 作为单层碳原子平面材料，石墨烯可以通过剥离石墨材料而得到。这种石墨晶体薄膜自2004年被曼彻斯特大学的科学家发现之后，石墨烯就成为科学界和工业界关注的焦点。石墨烯的厚度只有0.335纳米，不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬；作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知所有的导体和半导体都快（石墨烯中电子的迁移速度达到了光速的1/300）。由于石墨烯的特殊原子结构，其中载流子（电子和空穴）的行为必须用相对论量子力学（relativistic quantum mechanics）才能描绘。由于其高电子迁移率以及高透光率，石墨烯在可能被应用在各种信息技术领域，例如作为透明导电电极应用在平板显示器上，或者作为沟道层应用在高频/射频晶体管上。同时，作为单层碳原子结构，石墨烯的理论比表面积高达2630 m2/g。如此高的比表面积使得以基于石墨烯的材料成为极有前途的能量储存活性材料， 使得石墨烯材料有可能在储氢、新型锂离子电池、超级电容器或者燃料电池得到应用。
目前有以下几种制备方法：
1. 轻微摩擦法或撕胶带发（粘贴HOPG）
这种方法简单易行，容易得到高质量的石墨烯。但是产率极低，在一块Si衬底上通常只能得到若干片微米见方的石墨烯。因此这种方法只适用于实验室制备石墨烯，不适用于工业化大规模生产。
2. 加热 SiC法
该法是通过加热单晶6H8209;SiC脱除Si，在单晶（0001） 面上分解出石墨烯片层。具体过程是：将经氧气或氢气刻蚀处理得到的样品在高真空下通过电子轰击加热，除去氧化物。用俄歇电子能谱确定表面的氧化物完全被移除后，将样品加热使之温度升高至1250~1450℃后恒温1分钟到20分钟，从而形成极薄的石墨层，经过几年的探索，Berger等人已经能可控地制备出单层或是多层石墨烯。由于其厚度由加热温度决定，制备大面积具有单一厚度的石墨
烯比较困难。
该方法可以实现大尺寸，高质量石墨烯制备，是一种对实现石墨烯器件的实际应用非常重要的制备方法，缺点是SiC过于昂贵，并且得到的石墨烯难以转移到其他衬底上。
3. 化学分散法
氧化石墨是石墨在H2SO4、HNO3、HClO4等强氧化剂的作用下，或电化学过氧化作用下，经水解后形成的。氧化石墨同样是一层状共价化合物，层间距离大约为0.8nm（石墨为0.335nm）依制备方法而异。一般认为，氧化石墨中含有8209;C8209;OH、8209;C8209;O8209;C，甚至8209;COOH等基团。和石墨不同，由于极性基团的存在，氧化石墨片层具有较强的亲水或极性溶剂的特性。因此，氧化石墨在外力，如超声波的作用下在水中或其它极性溶剂中可以发生剥离，形成单层氧化石墨烯（graphene oxide）。制得氧化石墨烯后，再通过化学还原使所制氧化石墨烯脱氧重新石墨化，保持其几何形貌时可恢复部分其导电性。
该方法在氧化和还原过程中将天然石墨粉解离成单层石墨。其产品具有相当高的粉末比表面积（>700 m2/g），且过程相对简单，因此该方法比较适合工业化大规模生产石墨烯材料。但是在氧化还原过程中只是部分还原其导电性（破坏了石墨烯本身的高电子迁移率）。
本发明要解决的技术问题是克服现有石墨烯制备方法的缺陷，提供了一种制备超大面积单层或者多层石墨烯薄膜的方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种化学气相沉积制备单层和多层石墨烯的方法，将金属衬底置于真空管式炉或者真空气氛炉中，在除去真空腔内氧气的情况下，将氢气注入真空腔中，并升温至8008209;1100摄氏度，再将碳源气体注入真空腔中，即得沉积石墨烯的金属衬底。
进一步地，除去真空腔内氧气的方法是：
（1）将管式炉或气氛炉的气压抽至极限真空状态4～8×108209;2 Torr；
（2）以气体流量18209;100 sccm将纯度高于99.99％的惰性气体注入到真空腔中；
（3）关闭惰性气体进气阀门，将管式炉或气氛炉的气压抽至极限4～8×108209;2 Torr；
（4）重复操作步骤（2）和步骤（3）2～3次，直至将管式炉或气氛炉内的残余氧气除至氧气分压小于1×108209;6Torr。
取出沉积石墨烯的金属衬底的方法是：关闭氢气和碳源气体阀门、真空泵，用惰性气体将管式炉或气氛炉气压充满到一个大气压状态，然后取出沉积石墨烯的金属衬底。
氢气和碳源气体的流速为18209;100 sccm，纯度高于99.99％。
所述碳源气体为只含碳氢原子的有机气体，优选的碳源气体为甲烷。
所述金属衬底为铜箔、镍箔、铷箔或钌箔。
本发明采用化学气相沉积法，在金属衬底（铜箔或镍箔等）上高温裂解甲烷或其他碳源气体，沉积得到石墨烯薄膜，从而提供一种制备超大面积单层或者多层石墨烯薄膜的方法。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
（1）石墨烯产品缺陷峰低，具有极高晶体质量；（2）石墨烯产品的尺寸（晶畴）可以达到厘米以上尺寸；（3）石墨烯产品具有极好的透光性（透射率优于97％）；（4）石墨烯的厚度从单层到多层可控，容易得到单原子层石墨烯。本方法得到的产品可应用于多个技术领域，包括平板显示、高频/射频晶体管。 有人会说了人家已经用硅夹在石墨烯片中间了，我们如果再用人家的方法不就是专利侵权了吗？是这样的，但是我们可以不用硅夹在石墨烯片中间，我们可以用其他的材料，比如二氧化锡
力合的大股东深圳清华已经申请了这种专利
名称:石墨烯宏观体/氧化锡复合锂离子电池负极材料及其工艺
申请（专利）号:CN201110159043.0 申请日:2011.06.14
公开（公告）号:CN102244250A公开（公告）日:2011.11.16
主分类号:H01M4/36（2006.01）I范畴分类:
分类号:H01M4/36（2006.01）I;H01M4/1393（2010.01）I
申请（专利权）人:清华大学深圳研究生院
摘要:
本发明涉及一种石墨烯宏观体/氧化锡复合锂离子电池负极材料及工艺，该负极材料是由三维多孔石墨烯宏观体及在三维多孔石墨烯宏观体的孔道中定向生长的纳米级二氧化锡构成，其容量可以达到500～2000mAh/g，库伦效率为80～99.5％；其中，三维多孔石墨烯宏观体与二氧化锡的质量比为1:0.1～20。其保持了石墨烯的导电性好的特点，有利于电荷的转移与传输，形成了一种微观和宏观的导电网络结构；同时，三维多孔石墨烯宏观体具有大的比表面积，丰富的孔隙，有利于锂离子的传输，增大了电极材料与电解液的接触面积。制备工艺绿色无污染，易于工业化生产。 #*)*# #*)*# 原帖由 重仓隔夜 于 2011-11-17 05:02 发表 http://bbs.macd.cn/static/image/common/back.gif
图片来源：中国储能网，文章标题“美新型锂电池容量和充电速度同升10倍”
2004623
更新：2011-11-16 15:02:41 来源：麻省理工科技
成簇的硅夹在石墨烯薄片之间，使电极可容纳更大数量的锂原子， ...
#*)*# 长篇大论看不下去，谁来给提炼一下嘛 #*d1*# #*d1*# #*d1*# #*d1*# #*d1*# #*)*# #*)*# #*)*# 呵呵，羊居然忙着为狼辩护#*22*# 只清楚一点再厉害的电池也赶不上电线#*22*# #*22*# 不知道楼主哪看出宝安假石墨烯的真面目 宝安贝特瑞的石墨烯目前只是单层到10层的石墨烯混合物，不是真正的石墨烯，真正的石墨烯就是一个碳原子厚度的石墨薄片，就是获得诺贝尔奖的那种，但是到了中国石墨烯就被人为地创造出了单层石墨烯、多层石墨烯、石墨烯微片等等新名词，其实石墨烯就是一个碳原子厚度的石墨薄片，只有这种结构才具有那些神奇的特性，而中国人为了炒作概念人为地创造出了很多新名词，目的就是炒作股票，宝安的这种石墨烯与诺贝尔奖的那种石墨烯是有本质区别的，短线炒作可以，千万别当真
而力合持有的第六元素股权比例很低只有2.4%，是真的又如何呢？好东西一般都不往中国股市的上市公司里面装，维科精华与宁波材料所的合作以失败告终，而宁波材料所的石墨烯已经量产了30吨/年。
中国股市忽悠是其特色，真能赚大钱的项目为何人家要白送给股民呢？ 宝安这个公司以忽悠著称，总拿概念忽悠人，而真正赚钱的锂电池正极材料公司天骄科技的股权已经被宝安低价卖出了，他们解释的原因是因为与贝特瑞有同业竞争，怕影响贝特瑞分拆上市，但是天骄科技生产的是正极材料，贝特瑞生产的是负极材料，两者是互补的，根本不是同业竞争关系
翻看宝安的历史发现宝安的现任大股东富安控股原来只是中国宝安下属的一家孙公司，但是现在却变成了中国宝安的第一大股东，宝安的戏法变得真好 #funk# #funk# #funk# #funk# #funk# #funk# #*)*# 卖出电池股，特别与太阳能薄膜电池有关的股票。 #*d1*# #*d1*# #*d1*# ????????????????
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