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石墨烯电池推广研究 　　【摘要】在经济高速腾飞的今天，能源已经成为发展的瓶颈。电力以其环保、清洁、可再生的特点逐渐被重视。传统电动自行车因充电时间长等问题发展受限。我团队本研究采用新材料——石墨烯，作为电极，开发研究新一代电动自行车电池，并使其具有高导电性及轻便性的特点。并进一步发展石墨烯的应用，开启一个电“烯”合璧新前景。 　　【关键词】石墨烯 电池 推广 　　一、石墨烯电池的工作原理 　　石墨烯是碳原子以SP2混成轨域显峰晶格排列构成单式二维晶体，是碳原子和其共价键所形成的原子尺寸网络，即碳原子层面的石墨。主要原料石墨，在我国来源广泛，每吨石墨成本380元。石墨烯可以采用机械法和化学分散发来制得，增值空间巨大。 　　金属的导电机理是金属阳离子以密堆积的形式“浸没”在电子的海洋里，金属是通过自由电子的定向移动来导电的。但金属键是不牢固的。所以，金属常常会出现空穴或杂原子等晶体缺陷，破坏了金属的规则的晶体结构，当电子经过这些缺陷时，就容易发生散射等现象，降低了电子定向移动的速度，影响了导电性。 　　由于石墨烯所有原子均参与了离域，所以其整个片层上下两侧电子都可以自由移动。并且由于共价单键的稳定性，石墨烯不会出现某位置碳原子的缺失或被杂原子替换，保证了大π键的完整性，电子在其中移动时不会受到晶体缺陷的干扰，得以高速传导，因此石墨烯有着超强的导电性。石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。 　　美国俄亥俄州Nanotek仪器公司的研究人员利用锂离子可在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出一种新型储能设备，可以将充电时间从过去的数小时之久缩短到十几分钟。 　　目前市场上电动自行车的电池主要有四种：即阀控铅酸免维护蓄电池、胶体铅酸蓄电池、镍氢蓄电池和锂离子蓄电池。现在的电动车上绝大多数装的是铅酸蓄电池，因为铅酸蓄电池成本低，但是目前市场上的电动车电池都需要较长的充电时间普通的在六七小时左右，甚至有需要更长时间的，对于使用来讲不是很方便。将石???烯加入到电动自行车的锂电池中，石墨烯具有非同寻常的导电性能。在石墨烯中，电子能够极为高效地迁移，它的电子能量不会被损耗，这样的特性会使电动自行车电池的充电时间大大的缩短并且会使其性能更加优异，加上电动自行车本来就就是很方便而且节能环保的优质工具会得到更多人们的青睐。 　　由此看来，以新材料石墨烯为电极的新型大容量快速充电电池有望填补市场空白。首先电子在石墨烯电极中的运动速度可达到光速的1/300，应用石墨烯电极，可大大减少充电时间；可改善传统电池充电时间长，动力不足的问题。同时生产石墨烯电池，在全球范围内具有超前性，符合市场需求。它能把传统的重污染电池产业升级成新兴环保高科技产业，促进了产业升级，对促进高新产业发展，拉动内需，提高我国电池工业技术水平，具有一定的意义。 　　二、石墨烯电池市场环境分析 　　据统计，2010年，江苏雅迪电动车销售总量为486000台，北京日新销量为437000台，浙江金华绿源为301000台，常州速派为387500台，天津富士达为228000台，青岛澳柯玛为186000台，而这些仅占电动车市场中的一小部分，做为其消耗品，电动自行车的平均寿命仅有18个月，相对于电动车寿命来说，电池的可持续消费能力强，电池的前景一片光明。 　　目前，我国市场经济正处于从劳动密集型向技术密集型转变的过程，国家推出多项措施鼓励高新技术的发展，对高科技企业有政策性的扶持。所以投资石墨烯项目应该是大有可为。而石墨为石墨烯电池的主要原料，我国有大量储备，物美价廉。原料市场成熟，价格稳定。而采用大批量采购的方式则可以争取更低价格的。目前，国内应用石墨烯电池的制造技术在行业中还属于空白，所以投资前景还是很好的。以天津市每年的电池更换量在30万左右，预计第一年目标占领市场约为5%，根据市场调查结果，做出估计。在人工和设备的相关预算中，预计第一年运行两条产线，第二年三条生产线同时运行。假定，资金成本率取较严格10%（目前的净现值计算取资金成本率为8%）计算，根据相关计算，五年的净现值计算后为64.0134万元，净现值大于现值，此项目的盈利能力较为乐观，值得投资；现值指数计算后为1.32，平均报酬率为39.47%，此项目前景较好。投资回收周期为4.47年，短期偿债力较佳，是理性投资项目，在财务预算上可行性较高。 　　随着经济的发展和国家对农村的扶持力度加大，乡村市场的前景被普遍看好。乡村消费者对质量的要求也越来越高，价格对消费影响的比重越来越小。人们更注重商品的长期消费，对“大件”商品尤其如此。对使用寿命及后续使用的费用尤其关注，根据这一特点，在产品宣传中着重宣传高性价比、高效环保这一中心，扬长避短，突出