鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:843次 | 2023年09月05日
什么是石墨烯?簡述石墨烯電池在汽車上的應(yīng)用
石墨烯電池其實(shí)并不是真正的電池,而是一種新材料超級電容。它利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動的特性,開發(fā)出的一種新能源電池。
石墨烯被研究者和各大媒體譽(yù)為新材料之王,是人類已知強(qiáng)度高、韌性好、重量輕、透光率高、導(dǎo)電性佳的新型納米材料。集萬千光芒于一身的石墨烯聚合電池,有著能量高、充電速率快等優(yōu)點(diǎn),正好是當(dāng)今電動汽車的痛點(diǎn)所在。比如早在2015年,華為瓦特實(shí)驗室在日本第56屆日本電池大會上公布的一項快充技術(shù),這款3000mAh的石墨烯電池僅需5分鐘,就可獲得高達(dá)48%的電量。更加有甚者,早在2014年,西班牙Graphenano公司就與西班牙科爾瓦多大學(xué),合作研究出了首例石墨烯聚合材料電池。
在電動汽車當(dāng)中,電池、電機(jī)、電控是核心,而其中的電池則是核心中的核心,電池作為動力能量以及全車電力的來源,擔(dān)當(dāng)著十分重要的角色。目前,電動汽車主流的電池都是采用鋰離子電池,這種電池能量密度適中,而且也較為成熟,制造成本也比較有優(yōu)勢。但是,鋰離子電池也有非常致命的弱點(diǎn),比如,安全性差,容易引發(fā)火災(zāi);比如,充電速度慢,最快也要幾個小時。不僅如此,鋰離子電池的內(nèi)部阻抗高。因為鋰離子電池的電解液為有機(jī)溶劑,其電導(dǎo)率比鎳鎘電池、鎳氫電池的水溶液電解液要低得多,所以,鋰離子電池的內(nèi)部阻抗比鎳鎘、鎳氫電池約大11倍。如直徑為18mm、長50mm的單體電池的阻抗大約達(dá)90m。除此之外,鋰離子電池工作電壓變化較大。比如電池放電到額定容量的80%時,鎳鎘電池的電壓變化很?。s20%),鋰離子電池的電壓變化較大(約40%)。對電池供電的設(shè)備來說,這是嚴(yán)重的缺點(diǎn),但是由于鋰離子電池放電電壓變化較大,也很容易據(jù)此檢測電池的剩余電量。
石墨烯的由來與優(yōu)勢
2004年,英國物理學(xué)家安德烈蓋姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫成功從石墨中分離出石墨烯,兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。這是人類首次分離出石墨烯,它也即將成為硅的替代品,也被人們稱之為黑金,之所以如此,是因為它是世界上目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的納米材料,并且?guī)缀跏峭该鞯拇嬖冢梢酝昝赖闹谱鞒扇缤该鞯挠|摸顯示屏、發(fā)光板和太陽能電池板。
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%
石墨烯的應(yīng)用前景
雖然近兩年石墨烯被大肆宣揚(yáng),但是實(shí)際上其發(fā)現(xiàn)前景還不是很樂觀,特別是電池行業(yè),走入人們的生活恐怕還要很長時間。
1、商業(yè)化要考慮的首要問題就是成本,在鋰離子電池中石墨烯重要起到的用途與傳統(tǒng)碳/石墨的用途是相似的,一是導(dǎo)電劑,二是可能做電極嵌鋰材料,但是原料價格相差成千上萬倍。
2、工藝繁瑣,后處理污染嚴(yán)重,石墨烯比表面積大,受化學(xué)狀態(tài)影響巨大,批次穩(wěn)定性,循環(huán)壽命等眾多細(xì)致因素限制,生產(chǎn)工藝及其復(fù)雜,而且石墨烯生產(chǎn)要用到大量的硫酸,后處理也很麻煩。
3、石墨烯是可以做導(dǎo)電劑促進(jìn)快充放,雖然理論上可以提高倍率性能,但是假如分散工藝不到位混料不均,可能性質(zhì)反倒下降,得不償失。
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:勘探測繪、無人設(shè)備