鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1432次 | 2022年08月16日
華為黑科技石墨烯基高溫鋰離子電池
華為中央研究院在日本向全世界宣布:鋰電子電池技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破,世界上首個(gè)商用的石墨烯基鋰離子電池已經(jīng)誕生。將在本月底推出超級(jí)快充手機(jī),正式開(kāi)啟石墨烯商用時(shí)代。
這個(gè)消息一出,瞬間撼動(dòng)了整個(gè)科技界!
我們知道,近期三星的爆炸事件、蘋果手機(jī)的自動(dòng)關(guān)機(jī)事件,就是電池與手機(jī)的兼容性問(wèn)題。這其實(shí)就是由于手機(jī)的電池續(xù)航能力、以及支持能力存在的巨大安全隱患。因?yàn)椤爸悄苁謾C(jī)”中有大量芯片,比如音頻芯片、視頻芯片、電源管理芯片、ISP芯片(拍照用)、WIFI芯片、CPU、GPU、基帶等等,人們對(duì)智能手機(jī)的性能的要求越來(lái)越高,尤其是續(xù)航能力,所以這些芯片的負(fù)荷也就越來(lái)越高。
但是在在材料沒(méi)有更新的情況下,所有的改進(jìn)都是量變而不是質(zhì)變,現(xiàn)在芯片的材料都是硅,硅的極限寬度是七納米,已經(jīng)臨近邊界。因此蘋果和三星都遭遇了瓶頸!
所以,這場(chǎng)變革的臨界點(diǎn)落腳到了材料的創(chuàng)新上面。而今天,華為石墨烯基鋰離子電池已經(jīng)誕生,這也就意味著智能手機(jī)將進(jìn)入下一個(gè)高速發(fā)展時(shí)代!
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
那么石墨烯究竟蘊(yùn)含了哪些機(jī)密呢?
首先,我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下大自然最基本、最神奇的元素——碳
碳,是生命的基本單元。碳原子一個(gè)一個(gè)的排列,演變成氨基酸、核苷酸,然后再一節(jié)鏈一節(jié)地接長(zhǎng),演變成為蛋白質(zhì)和核酸,進(jìn)而演化出細(xì)胞,最后組成了蟲、魚、鳥(niǎo)、獸、猴子、猩猩、直至人類??梢哉f(shuō)“碳”是生命世界的棟梁之材。
沒(méi)有碳,就沒(méi)有生命。世界上已經(jīng)回蕩了三四十億年的生命交響樂(lè),可以說(shuō)其主旋律就是“碳:元素的化學(xué)演變。
華為秘密震撼世界探索其中蘊(yùn)含機(jī)密
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
既然碳元素那么神奇,它形成的物質(zhì)也不同凡響。碳原子的排列方式不同,就組成了不同物質(zhì)。
我們平常所說(shuō)的鉆石(金剛石),就是由碳原子組成的。碳原子排成四面體,碳原子位于四面體的角頂及中心,具有高度的對(duì)稱性,于是形成了金剛石。
但金剛石由于是天然物質(zhì),因此含有雜質(zhì)。
但碳元素形成的另外一種物體石墨烯(Graphene)就不同了,它是完全純潔的物體。雖然也是由碳原子組成(跟鉆石是同素異形體)。但是石墨烯的原子尺寸結(jié)構(gòu)非常特殊,石墨烯是由一層碳原子構(gòu)成的二維碳膜(只有一層原子厚度),它是世界上唯一只有一層原子構(gòu)成的物質(zhì),特殊到必須用量子場(chǎng)論才能描繪。
2004年,英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家將它成功從石墨中分離出石墨烯,證實(shí)它可以單獨(dú)存在,因此2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
石墨烯有多神奇?
在塑料里摻入百分之一的石墨烯,就能使塑料具備良好的導(dǎo)電性;加入千分之一的石墨烯,能使塑料的抗熱性能提高30攝氏度。
科研人員還發(fā)現(xiàn),細(xì)菌的細(xì)胞在石墨烯上無(wú)法生長(zhǎng),而人類的細(xì)胞則可以正常生長(zhǎng)。
由于石墨烯的電子在一個(gè)平面內(nèi),其運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到了光速的三百分之一,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電子在一般導(dǎo)體的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,所以導(dǎo)電性極佳。如果用石墨烯制作電容裝置,它的充放電速度是鋰電池100倍——1000倍,石墨烯手機(jī)充電時(shí)間只需5秒,電池就滿檔,可以連續(xù)使用半個(gè)月!石墨烯電池只需充電10分鐘,環(huán)保節(jié)能汽車就有可能行駛1000公里!
很多人抱怨智能手機(jī)用不多久就得一天充幾次電,但是華為的石墨烯,可將電池壽命延長(zhǎng)兩倍,耐熱程度提高10度,未來(lái)充電只需幾秒鐘!
同時(shí),就好比金剛石是地球上天然存在的最堅(jiān)硬物質(zhì),石墨烯也是最強(qiáng)韌的材料,斷裂強(qiáng)度比最好的鋼材還要高200倍。
根據(jù)這個(gè)性能,比爾蓋茨甚至提出要制定出新是帶安全套的計(jì)劃,并給了英國(guó)曼徹斯特大學(xué)10萬(wàn)美元基金,以研發(fā)更薄更堅(jiān)韌的安全套。
在信號(hào)傳輸方面,石墨稀的電子傳輸速度極快,它制造的處理器頻率有望達(dá)到1THz以上,是目前硅芯片的100到1000倍。根據(jù)IBM的研究人員們?cè)凇犊茖W(xué)》雜志上展示的石墨烯晶體管,其最高射頻速度高達(dá)100GHz(每秒1000億次循環(huán)),而此前的最好成績(jī)是40GHz。
在承受性方面,石墨烯可承受1億~2億A/cm2的電流密度,這是銅耐受量的100倍左右。
在信號(hào)感應(yīng)方面,石墨烯由于有巨大的表面,所以對(duì)周圍環(huán)境極其敏感,傳感極為靈敏,即使是一個(gè)氣體分子吸附或釋放都可以檢測(cè)到,從而捕捉到微小的電阻變化。據(jù)新加坡一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)展示的科研成果,石墨烯感光元件的性能比傳統(tǒng)傳感器強(qiáng)1000倍,在昏暗的光線環(huán)境中,這類傳感器依然能夠捕捉到較為清晰的物體影像。
除此之外,有研究者試著用石墨烯納米帶來(lái)制成量子點(diǎn),他們?cè)诩{米帶的某些特定位置改變寬度,形成量子禁閉。
在特種方面,美軍在轟炸科索沃的特種行動(dòng)中就曾大量使用石墨炸彈,早在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期,美軍就在伊拉克使用這種石墨炸彈來(lái)癱瘓薩達(dá)姆政府的供電設(shè)施和通訊網(wǎng)。最后使伊拉克全國(guó)供電系統(tǒng)85%癱瘓。
而中國(guó)也在2009年宣布造出了石墨炸彈,以250公斤集束炸彈為載體,內(nèi)裝填147枚碳纖維子彈藥,每一枚包含32束碳纖維。據(jù)了解一枚國(guó)產(chǎn)石墨炸彈炸彈可以覆蓋6000平方米的范圍,可以有效的癱瘓敵人城市的電力系統(tǒng)。這讓美國(guó)大吃一驚。
放眼未來(lái),互聯(lián)網(wǎng)正在升級(jí)到物聯(lián)網(wǎng),無(wú)論是5G還是智能時(shí)代,未來(lái)一定是萬(wàn)物互聯(lián)的。這就對(duì)智能設(shè)備材料的性能、傳感性、敏感度都提出了更高的要求,目前來(lái)看石墨烯已經(jīng)做好了充分的準(zhǔn)備,是最好的基礎(chǔ)材料,石墨烯才是萬(wàn)物互聯(lián)的基石!
前段時(shí)間,華為的5G已經(jīng)走在世界前列,這次又在石墨烯方面取得巨大進(jìn)展,不得不說(shuō)是中國(guó)科技界的驕傲!
因此石墨烯被稱為“黑金”,對(duì)于未來(lái)的超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō),石墨烯也有可能成為材料備選。科學(xué)家預(yù)言石墨烯將改變?nèi)祟惖?1世紀(jì)。
鑒于石墨烯所蘊(yùn)含的無(wú)限應(yīng)用潛力,世界各國(guó)都在不遺余力推動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。2011年英國(guó)將石墨烯確定為今后重點(diǎn)發(fā)展的四項(xiàng)新興技術(shù)之一,2013年,韓國(guó)宣布將在國(guó)內(nèi)形成石墨烯聯(lián)盟。2013年1月,歐盟委員會(huì)將石墨烯列為“未來(lái)新興技術(shù)旗艦項(xiàng)目”之一,十年提供10億歐元資助,將石墨烯研究提升至戰(zhàn)略高度。全球已有超過(guò)200個(gè)機(jī)構(gòu)和1000多名研究人員從事石墨烯研發(fā)。
此外,全球各大企業(yè),尤其是通訊巨頭都在爭(zhēng)相投入,三星、蘋果和谷歌公司早就開(kāi)始積累各種與石墨烯有關(guān)的專利,華為這次又領(lǐng)先了!
而實(shí)際上,華為總裁任正非早就很看好石墨烯。他認(rèn)為目前一些新技術(shù)新商業(yè)模式的顛覆還不足以動(dòng)搖整個(gè)時(shí)代。這個(gè)時(shí)代將來(lái)最大的顛覆,是石墨烯時(shí)代顛覆硅時(shí)代。如今華為終于開(kāi)啟了這個(gè)新時(shí)代!
據(jù)華為瓦特實(shí)驗(yàn)室的首席科學(xué)家李陽(yáng)興博士透露,華為的快充電池目前已經(jīng)商用,并將于今年12月底正式對(duì)外發(fā)布超級(jí)快充手機(jī),而運(yùn)用的技術(shù)便是石墨烯電池!
回想中國(guó)的80年代,我們?cè)?jīng)奉行“造不如買、買不如租”、“市場(chǎng)換技術(shù)”,因此中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)遭到毀滅性的打擊。在2015年4月,美國(guó)商務(wù)部決定對(duì)中國(guó)四家國(guó)家超級(jí)計(jì)算機(jī)中心禁售至強(qiáng)PHI計(jì)算卡,當(dāng)時(shí)各種唱衰中國(guó)超算的聲音不絕于耳。
然而就像毛澤東曾經(jīng)講過(guò)一句話——“封鎖吧,封鎖十年八年,中國(guó)的問(wèn)題就解決了”!
如今,他老人家的夢(mèng)想終于實(shí)現(xiàn)了!中國(guó)不僅成功做出世界第一塊石墨烯太赫茲芯片,世界首款石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品——“烯王”也已經(jīng)在中國(guó)誕生?,F(xiàn)在華為又將其真正的應(yīng)用到我們生活中,這是中國(guó)科技的一大進(jìn)步!
泰晤士報(bào)指出,在截至今年初的逾2.5萬(wàn)件石墨烯應(yīng)用專利申請(qǐng)中,近1/3來(lái)自中國(guó)。只有12件申請(qǐng)來(lái)自曼徹斯特。2015年全球石墨烯專利數(shù)據(jù)顯示:排名首位的依然是中國(guó),之后是美國(guó)、韓國(guó)、日本。
中國(guó)還有一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì):世界石墨的70%在中國(guó)。而且中國(guó)石墨的產(chǎn)地特別集中,其中60%在黑龍江,黑龍江石墨的50%又在雞西,雞西目前已探明石墨資源儲(chǔ)量(礦石)約5.4億噸,遠(yuǎn)景儲(chǔ)量達(dá)8.5億噸,顯然產(chǎn)地越集中就越有利于石墨烯的開(kāi)發(fā)。
預(yù)計(jì)到2020年石墨烯年產(chǎn)能將達(dá)到千噸級(jí),全球石墨烯市場(chǎng)規(guī)模將超1000億元,其中中國(guó)占比50%~80%,中國(guó)將在全球石墨烯產(chǎn)業(yè)中起到主導(dǎo)和核心作用。
記者認(rèn)為,如果石墨烯的作用被發(fā)揮出來(lái),那么中國(guó)的大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、智能設(shè)備等各項(xiàng)前沿產(chǎn)業(yè)也必定會(huì)取得驚人成績(jī),屆時(shí)中國(guó)的移動(dòng)電商、跨界電商、社交媒體、電子貨幣、移動(dòng)支付等等的效率都會(huì)的大大的提升,“萬(wàn)物互聯(lián)”的實(shí)現(xiàn)就不再是問(wèn)題,這些影響最后都會(huì)作用于經(jīng)濟(jì)效率的提升。這就是石墨烯對(duì)中國(guó)的意義!
習(xí)大大在九次全國(guó)代表大會(huì)上指出:“科技是國(guó)之利器,國(guó)家賴之以強(qiáng),企業(yè)賴之以贏,人民生活賴之以好。中國(guó)要強(qiáng),中國(guó)人民生活要好,必須有強(qiáng)大科技?!?/p>
因?yàn)槭┑恼Q生地在曼徹斯特大學(xué),去年習(xí)主席訪英時(shí)曾參觀曼徹斯特大學(xué)國(guó)家石墨烯研究院,由習(xí)大大牽線,華為隨后宣布與之簽署合作石墨烯研究項(xiàng)目,后來(lái)任正非在數(shù)次講話中無(wú)比重視石墨烯技術(shù),這次終于取得巨大成功!
再來(lái)看一個(gè)驚人的數(shù)據(jù):華為預(yù)計(jì)2016全年收入被曝光,5850億沸騰全場(chǎng)!
正是因?yàn)殚L(zhǎng)期扎根于科技,華為終于用實(shí)體將那些虛擬的互聯(lián)網(wǎng)公司和金融產(chǎn)業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在了后面!
5850億是什么概念!相當(dāng)于6個(gè)格力、2個(gè)萬(wàn)達(dá)、2個(gè)聯(lián)想、5個(gè)中興、5個(gè)阿里巴巴、6個(gè)長(zhǎng)虹、6個(gè)比亞迪、10個(gè)小米、30個(gè)康佳!
最關(guān)鍵的是:這5850億,不搞金融不炒房地產(chǎn)不上市,還有60%以上來(lái)自國(guó)外!也就是說(shuō),如果中國(guó)有100個(gè)華為,我們所有中國(guó)人、所有中國(guó)企業(yè)將無(wú)需繳稅!要知道2016上半年華為僅在中國(guó)就繳稅超421億!
科技興國(guó)不是一句空話!
記者認(rèn)為:科技才是推動(dòng)社會(huì)前進(jìn)的最根本動(dòng)力,科技變革在前,商業(yè)變革在后,經(jīng)濟(jì)變革再隨后,這才是世界進(jìn)步的基本邏輯。
如果一項(xiàng)商業(yè)模式的創(chuàng)新,不是基于科技創(chuàng)新之上,經(jīng)濟(jì)就很容易形成泡沫。
而如果“商業(yè)”創(chuàng)新可以和“科技”創(chuàng)新相得益彰,經(jīng)濟(jì)危機(jī)的周期、拐點(diǎn)甚至可以被延長(zhǎng),這就是科技的真正魅力之處。
這就是科技、商業(yè)和經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系。
歐洲為什么會(huì)衰落?因?yàn)闅W洲被第三次工業(yè)革命(互聯(lián)網(wǎng)浪潮)拋棄了,所以危機(jī)日益嚴(yán)峻。
日本亦然,從上世紀(jì)80年代末開(kāi)始,日本的電子工業(yè)和汽車工業(yè)的科技進(jìn)步遇到了瓶頸,也同樣沒(méi)有刮起互聯(lián)網(wǎng)浪潮,所以經(jīng)濟(jì)一蹶不振。如今拼命在智能科技方面努力。
美國(guó)經(jīng)濟(jì)為什么可以延遲到20世紀(jì)初?那是因?yàn)槊绹?guó)是第三次工業(yè)革命的倡導(dǎo)者,美國(guó)的科技一直在領(lǐng)跑全球,直到08年次貸危機(jī)之前。
中國(guó)為什么可以不斷在世界歷史舞臺(tái)崛起?因?yàn)橹袊?guó)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展給中國(guó)經(jīng)濟(jì)的著陸預(yù)留了很多緩沖地帶,這使中國(guó)有足夠的時(shí)間調(diào)整自己。
今年在人民大會(huì)堂舉辦的全國(guó)科技創(chuàng)新大會(huì)上,堅(jiān)持不炒飯房、不搞金融的任正非,向習(xí)近平總書記、李克強(qiáng)總理、兩院院士的匯報(bào),記者提取了部分發(fā)言給大家欣賞:
《以創(chuàng)新為核心競(jìng)爭(zhēng)力為祖國(guó)百年科技振興而奮斗》
從科技的角度來(lái)看,未來(lái)二、三十年人類社會(huì)將演變成一個(gè)智能社會(huì),其深度和廣度我們還想象不到。越是前途不確定,越需要?jiǎng)?chuàng)造。
華為已感到前途茫茫,找不到方向。華為已前進(jìn)在迷航中。重大創(chuàng)新是無(wú)人區(qū)的生存法則,沒(méi)有理論突破,沒(méi)有技術(shù)突破,沒(méi)有大量的技術(shù)累積,是不可能產(chǎn)生爆發(fā)性創(chuàng)新的。
華為正在本行業(yè)逐步攻入無(wú)人區(qū),處在無(wú)人領(lǐng)航,無(wú)既定規(guī)則,無(wú)人跟隨的困境。華為跟著人跑的“機(jī)會(huì)主義”高速度,會(huì)逐步慢下來(lái),創(chuàng)立引導(dǎo)理論的責(zé)任已經(jīng)到來(lái)。
對(duì)未來(lái)的探索本來(lái)就沒(méi)有“失敗”這個(gè)名詞,不完美的英雄,也是英雄。
雞蛋從外向內(nèi)打破是煎蛋,從里面打破飛出來(lái)的是孔雀。
若這個(gè)時(shí)期時(shí)發(fā)生資本大規(guī)模雇傭“智能機(jī)器人”,兩極分化會(huì)更嚴(yán)重。這時(shí),有可能西方制造業(yè)重回低成本,產(chǎn)業(yè)將轉(zhuǎn)移回西方,我們將空心化。
我們國(guó)家百年振興中國(guó)夢(mèng)的基礎(chǔ)在教育,教育的基礎(chǔ)在老師。教育要瞄準(zhǔn)未來(lái)。未來(lái)社會(huì)是一個(gè)智能社會(huì),不是以一般勞動(dòng)力為中心的社會(huì),沒(méi)有文化不能駕馭。
今天的孩子,就是二、三十年后沖鋒的博士、碩士、專家、技師、技工、現(xiàn)代農(nóng)民。因此,發(fā)展技術(shù)的唯一出路在教育,也只有教育。我們要更多關(guān)心農(nóng)村老師與孩子。讓老師成為最光榮的職業(yè),成為優(yōu)秀青年的向往,用最優(yōu)秀的人去培養(yǎng)更優(yōu)秀的人。
任正非的發(fā)言用這八個(gè)字總結(jié):科技興邦,教育為本。
總之,中國(guó)和美國(guó)已經(jīng)是第四次工業(yè)革命賽道上最領(lǐng)先的兩個(gè)國(guó)家,(為什么中國(guó)可以在工業(yè)4.0時(shí)代領(lǐng)先,大家可以看我的另外一本書《工業(yè)4.0大革命》)。但是如今,無(wú)論美國(guó)還是中國(guó),經(jīng)濟(jì)泡沫都很嚴(yán)重,美國(guó)的實(shí)體經(jīng)濟(jì)被金融掏空,中國(guó)實(shí)體經(jīng)濟(jì)被房地產(chǎn)掏空。在這種情況下,就看雙方誰(shuí)能更快更好的回歸實(shí)體經(jīng)濟(jì)。因?yàn)橹忻赖母?jìng)爭(zhēng),歸根結(jié)底還是科技的競(jìng)爭(zhēng)!