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石墨烯電池的諸多優(yōu)點(diǎn)
鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2362次 | 2020年12月18日
石墨烯被研究人員和媒體譽(yù)為新材料之王,是一種強(qiáng)度高、韌性好、重量輕、透光率高、導(dǎo)電性好的新型納米材料。
石墨烯聚合電池具有比能更高、充電速度更快的優(yōu)點(diǎn),而這正是當(dāng)今電動(dòng)汽車的痛點(diǎn)。例如,2015年,華為瓦特實(shí)驗(yàn)室在第56屆日本電池大會(huì)上公布了一項(xiàng)快速充電技術(shù)。這種3000mAh石墨烯電池在5分鐘內(nèi)就能出現(xiàn)高達(dá)48%的電量。
此外,2014年,西班牙公司Graphenano與西班牙科瓦多大學(xué)(corvaldouniversity)合作,開發(fā)了第一款石墨烯聚合物電池。
他們認(rèn)為,電池有很多優(yōu)點(diǎn):
1.石墨烯電池的具體能源超過600wh/公斤,存儲(chǔ)容量是市場上最好的產(chǎn)品的三倍,這是能夠粉碎即使在今天(例如,比亞迪磷酸亞鐵鋰離子電池的能量密度是150~160wh/公斤,和特斯拉21700年最新的電池系統(tǒng)的能量密度大約是300wh/公斤);
2.一次行程的行程范圍可達(dá)1000公里;
3.一次充滿電只需不到8分鐘;
4.使用壽命是傳統(tǒng)氫化電池的4倍,鋰離子電池的2倍;
5.只有傳統(tǒng)電池一半的重量;
6.格拉皮納諾說,這種電池比鋰離子電池便宜77%。
假如你從實(shí)驗(yàn)室的角度來看,我并不懷疑這些數(shù)據(jù),因?yàn)槭╇姵匾脖环Q為圈錢機(jī)或紙工具。不相信去大學(xué)看看就了解,學(xué)這東西很好發(fā)文章,但真的到了實(shí)用階段,基本啞巴火。
要想了解這是否是故意對石墨烯電池進(jìn)行降解,方法很簡單。例如,四年已經(jīng)過去了,格拉菲納諾再也沒有出現(xiàn)過。
據(jù)其網(wǎng)站介紹,最新消息重要是有關(guān)參加全國性會(huì)議或石墨烯在其他產(chǎn)品(如牙科產(chǎn)品)中的應(yīng)用。隨著巨大的電動(dòng)汽車市場的消失,從醫(yī)療用品中賺錢不是瘋狂就是我們高估了他們的產(chǎn)品。
事實(shí)上,就石墨烯目前在電池中的應(yīng)用而言,它重要與硅結(jié)合,而所謂的石墨烯電池本質(zhì)上是鋰離子電池。關(guān)于鋰離子電池而言,石墨烯作為碳正極材料,無法從根本上改變鋰離子電池的能量比。
更換電池負(fù)極中原有的石墨可以提高電池的整體容量和充電速度,但性能改善效果有限,不像上述那樣明顯。
以上是斯坦福大學(xué)崔毅和他的團(tuán)隊(duì)在《自然遺傳學(xué)》雜志上發(fā)表的空氣穩(wěn)定的獨(dú)立鋰合金/石墨烯箔作為鋰金屬陽極的替代品的研究成果。即使如此,它的性能也沒有達(dá)到滾動(dòng)的程度。
當(dāng)然,這并不是阻礙石墨烯電池市場的重要原因,量產(chǎn)困難的重要原因在于其內(nèi)部。
1.所有的石墨烯電池都很昂貴,難以制備,而且?guī)缀醪豢赡艹霈F(xiàn)能量。迄今為止發(fā)表的一些驚人數(shù)據(jù)來自非常純的石墨烯電池,只是在概念階段或?qū)嶒?yàn)室中;
2.石墨烯摻雜電池在鋰離子電池中的用途是嵌入鋰作為導(dǎo)電劑或電極,但與傳統(tǒng)的低成本導(dǎo)電碳和石墨相比,前者帶來的性能提升不足以吸引制造商;
3.石墨烯材料本身具有比表面積高等特性,與目前鋰離子電池行業(yè)技術(shù)體系不兼容;
4.此外,其他材料的影響(例如,硅具有更高的理論容量來制造負(fù)極)和彌散過程的困難都限制了它在鋰離子電池中的應(yīng)用。
總之,首先要注意的是,在中短時(shí)間內(nèi),石墨烯電池不太可能取代鋰離子電池。摻雜石墨烯鋰離子電池具有一定的應(yīng)用前景,但效果不太好,完全不足以撼動(dòng)目前的格局。