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不少厂商都把充电时间和电池容量作为产品噱头

时间:2017/12/24 16:53:46 点击:

在消费电子范畴,电池容量和充电速度不断都是亘古不变的话题,不少厂商都把充电工夫和电池容量作爲商品噱头。而放眼全球电子设备市场,曾经问世多年的锂电池照旧是这一范畴的相对霸主,市面上简直一切智能手机都内置了这一电池,就连波音公司的787“梦境客机”都内置了少量锂电池。

但是,锂电池在平安性、续航才能、环境净化以及充电速度方面存在的宏大短板曾经开端严重限制了各大高科技产业的开展,因而许多企业研发部门都将目光放到了更先进的“石墨烯电池”(Graphene cell)下面,并置信这一新型电池将来将彻底取代曾经问世超越26年的锂电池。

什麼是石墨烯电池?

墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的立体薄膜,只要一个碳原子厚度的二维资料。石墨烯目前是世上最薄却也是最坚固的纳米资料,它简直是完全通明的,只吸收2.3%的光,同时也是世界上电阻率最小的资料。

所谓的石墨烯电池是应用锂离子在石墨烯外表和电极之间疾速少量穿越运动的特性,开收回的一种新动力电池。作爲目前最薄、最坚固、导电导热功能最强的一种新型纳米资料,石墨烯的概念自2004年问世以来不断备受关注。

以动力电池范畴爲例,石墨烯是具有良好使用前景的锂离子电池正负极资料。同时,石墨烯聚合资料电池的分量仅爲传统电池50%,本钱将比锂电池低77%。从功能来看,石墨烯锂电池充电一次,耗时也不超越10分钟。

由于其独有的特性,石墨烯被称爲“神奇资料”,迷信家甚至预言其将“彻底改动21世纪”。


理想很美妙

众所周知,目前智能手机范畴运用最多的电池资料照旧是锂电池,锂电池最早于1991年商用,之后成爲电子设备的标配。但很多人以为这项技术曾经到达极限,希望寻觅替代来源,于是石墨烯电池技术就进入了人们的视野。

目前的音讯显示,三星下一代旗舰机型Galaxy S9将运用石墨烯材质电池来取代现有的锂电池。这类电池在相反体积下的电池存储才能大约是锂电池的45%,但却可以在12分钟内完成充溢电,而且可以在高达60摄氏度的环境中坚持高度波动性。这也就使得这一资料电池不只非常适用于智能手机,还十分适用于电动汽车。

据悉,三星研讨所曾经找到了将石墨烯与二氧化硅大规模结合起来的办法,完成交融的资料被称爲“石墨烯球”,有着相似爆米花的构造。研讨人员指出,这种技术既进步了电池的波动性,又进步了电导率,“大大进步了阴极的可循环性和疾速充电才能”。更重要的是,它们的能量密度接近800Wh/L,大约与特斯拉所运用的锂离子电池等一样。

外界剖析以为,假如三星是全球首家成功将石墨烯材质电池投入量产设备的厂家,那麼将使得这家韩国企业在很长一段工夫内成爲石墨烯材质的独家供给商或许专利持无方,而这关于该公司的营收和全球位置提升也有着宏大协助。

与此同时,“石墨烯电池”的概念在新动力汽车范畴也被重复提及,似乎已成爲目前电动汽车电池技术的打破口。石墨烯技术电池被称爲“里程碑式的黑科技”,号称可以延伸电动车续航里程、电池寿命,同时延长充电工夫。

其中最具代表性的或许就是Fisker(菲斯科)开创人亨利-菲斯科(Henry Fisker)所研发的Fisker EMotion电动车了。Fisker EMotion将采用新的石墨烯电池资料,充电九分钟就可以行驶208公里,最大续航里程到达644公里,最高时速爲259公里/小时。该车估计在2020年,率先在英国出售。

此外,国际媒体有报道称浙江大学迷信家日前应用石墨烯膜作爲正极资料,研收回了一种新型的铝-石墨烯电池。这种电池寿命超长,能在极短工夫内充溢电,且在零下40℃到120℃的温度范围内都能正常任务。

而且,此次研收回的铝-石墨烯电池还有一些以后其他电池无可匹敌的特性。比方高温至零下40℃,铝-石墨烯电池仍能波动充放电1000次;低温至100℃,波动充放电45000次,即便电芯表露于火焰中也不会起火或爆炸。这一宽温度运用范围爲未来铝离子电池在极端温度条件下的运用打下了根底。

此外,这种电池还具有很好的柔性,在1万次弯折后容量照旧可以坚持不变,展示出了在可穿戴柔性电子器件中的使用潜力。


理想很骨感

前的资本市场关于石墨烯电池存在宏大的想象空间,但也有不少学者以为,石墨烯电池目前多方面技术难以打破,因而还是一种处于实验室的产物,间隔其真正量产依然遥遥无期。

北京有色金属研讨总院初级工程师、清华大学博士刘冠伟在承受《每日经济旧事》采访时以为,“首先如何定义石墨烯电池就存在分歧:电极资料中添加了石墨烯资料就定义爲石墨烯电池存在误导。关于石墨烯电池的旧事都仅限于一些皮毛的报道,连电池的构造和反响机理表示图都没有,也缺乏详细的能量密度、电压、循环寿命等详细技术参数。关于电池工业来说,没有这些信息,报道出来的旧事缺乏最根本的可信度,虚伪夸张宣传的能够性极大。”

中国石油大学教授李永峰异样持质疑态度。他以为,目前石墨烯在电池上的使用,次要是和硅结合在电池负极外面替代原来的石墨,这样可以提升电池的全体容量和充电速度,但功能提升效果无限,网上传言推翻式提升并不太理想。此外,也有业内人士提及,石墨烯外表特性受化学形态影响宏大,批次波动性、循环寿命等成绩也比拟难以满足锂电池消费的细致要求。

中信建投的报告异样显示,具有优异性质的石墨烯商品何时能走出实验室依然是未知数。例如石墨烯作爲通明导电膜运用时,其工业商品的制备便存在一定的瓶颈,使得商品中石墨烯原油的电导率高等特性无法发扬。由于单层石墨烯没有带隙,无法完成逻辑电路必需的晶体管开关功用,工艺复杂性水平大幅进步,因而其在微电子范畴的普遍运用还有待时日。

固然,石墨烯被以为是将来最具潜力的资料之一,但就目前而言,它的泡沫成分大于实践使用价值,障碍这种资料普及的要素很多,可量产性和本钱则是最次要的普及妨碍,石墨烯电池要想在短期内彻底取代锂电池恐怕还有很长的路要走。

作者:不详 来源:网络
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