中佛罗里达大学新研究“秒充+大容量+长寿命新型电池”,让我们来揭露真相

刘冠伟

本来对这类新闻基本都没什么兴趣了,然而这几天又被这么一则新闻刷了屏。

中佛罗里达大学新研究“秒充+大容量+长寿命新型电池”,记者大哥大姐们求你们别胡写了

首先上一下结论:不懂技术的记者大哥大姐们,你们别瞎写了!!!!!!!

现在的电池体系,电容体系,能量密度都有理论上限,不可能无限制提升,基于现在智能手机的功耗,体积决定的电池装载量,不可能达到一周续航!除非你外加电池,除非你把手机功耗降到超低!

而且这两条道没一条好走。

然后我就看了一下本文的英文新闻:https://www.engadget.com/2016/11/22/super-capacitor-battery-30000-cycles/

中佛罗里达大学新研究“秒充+大容量+长寿命新型电池”,记者大哥大姐们求你们别胡写了

嗯,西方记者也就那么回事了……也是在胡写……

然后中国记者的版本,反正网上也不少,内容与西方版本差不多:

主要内容如下图:

中佛罗里达大学新研究“秒充+大容量+长寿命新型电池”,记者大哥大姐们求你们别胡写了

我们可以提炼一下媒体里的关键信息:超级电容,原型技术,如果商业化可以给手机等几分几秒充满,而且英文版还说,SURPASSING CONVENTIONAL ONES,能量密度,功率密度等比传统的要远远超越。

是不是真的?笔者把原文找到了:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.6b06111

中佛罗里达大学新研究“秒充+大容量+长寿命新型电池”,记者大哥大姐们求你们别胡写了

题目:由正规生长的2D结构电容性的WS2材料实现的高性能一体式芯/壳型纳米线超级电容

摘要主要内容有:WS2这类材料传统上有些问题:循环寿命有限,结构难以保证良好,容量误差。在此,我们研究的成果是1D纳米线上整合了2D过渡金属二硫化物(TMD)(做表面),该复合材料具有坚实的芯核结构,制做工艺是从一体的金属集流体经先后的氧化和硫化反应得来。该杂化超极电容比起以前制备的2D-TMD材料性能要好很多,尤其是30000次的循环性能。

不知道大家看出来没,人家只是说做了这么个技术,比起这类材料以前做的性能要好很多,没说比起很多已有的技术要好很多。

没事,咱们继续看具体。

先看工艺: 用W箔,然后KOH腐蚀氧化反应生成1D纳米线阵列结构,再用S气氛处理生成表面的WS2层。因为是化学反应生成的表面层,所以两个材料结合的非常好,因此复合材料得以取长补短,有很好的协同效果。

中佛罗里达大学新研究“秒充+大容量+长寿命新型电池”,记者大哥大姐们求你们别胡写了

之后就是电化学性能,总体来说就是超级电容的典型性能,然后循环性能不错,不过超级电容循环性能好本来也没什么值得大惊小怪的……

中佛罗里达大学新研究“秒充+大容量+长寿命新型电池”,记者大哥大姐们求你们别胡写了

之后可以看到文中介绍了其用的电解质体系:Na2SO4,反正就是典型的超级电容。然后又有一段具体的反应机理分析,在这里说了一个小情况:以EDLC典型的双电容机理为主,但是也有少量的氧化还原反应。但是无论如何,这玩意就基本就是个电容。

中佛罗里达大学新研究“秒充+大容量+长寿命新型电池”,记者大哥大姐们求你们别胡写了

然后是一个性能对比表,不知道大家看出没有,他只是跟同类的2D-TMD材料做的对比……如果性能好到了可以和其它电容以及锂电池比,他会不放么………………

中佛罗里达大学新研究“秒充+大容量+长寿命新型电池”,记者大哥大姐们求你们别胡写了

然后另外一个重头戏:作者要对自己材料的电性能评价了!!!

中佛罗里达大学新研究“秒充+大容量+长寿命新型电池”,记者大哥大姐们求你们别胡写了

翻译一下:“最大能量密度为0.06WH/cm3”, 比起现在几乎所有的锂薄膜电池(注意不是锂电池!!!!!!),多孔石墨烯,电解质电容器,以及最近的MXene(我也不知道是啥)以及1T MoS2。

分析一下:0.06WH/cm3,折合60WH/L, 现在商用的锂离子电池300-500WH/L,大概是其6到8分之1,所以新闻里说什么能充电几秒也许是有可能(毕竟是电容),然而想一周续航完全是扯淡——能量密度是人家的N分之一。

以及在这里要特别注意一下,作者写的比较对象是锂薄膜电池(lithium thim film battery)不是锂电池,锂薄膜电池是一种今后的电池技术,其主要是用溅射类技术做的,非常薄,通常是微米级的,自然成本高昂能量密度不太高,但是在精微领域拥有自己的特点,是一种未来很有前景的技术。

所以总结一下:

算是比较老实的写清楚了他的成果是比起同类的2D-TMD材料性能要好不少,没敢出门到处比。然而记者看见了锂薄膜电池就当了锂离子,然后一发挥就整理出了这个充电X秒钟续航一周的奇葩新闻。

其实我就想和大家说一点:这种充电X秒/分钟续航一天内还是可以理解的,超出了一天,基本就已经超过了电池材料的理论极限,报道有严重的忽悠性……这些记者写的科技新闻,真的是没法看。

以及电池圈的人早就已经懒的关心这些新闻了,然而架不住新闻总是爆出……我都立志不太想再写拍人的文章了,然而。。。

最后补充一点,这篇文章和石墨烯没什么关系,没有捧也没有黑。大家也不要总觉得和石墨烯有关。

作者:刘冠伟

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