鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:929次 | 2021年04月23日
汽車離用上石墨烯電池還要多長(zhǎng)時(shí)間?
相比石墨烯,大家可能對(duì)石墨更熟悉,傳統(tǒng)的干電池電芯正極、鉛筆芯和潤滑劑都用到了石墨。而石墨烯本質(zhì)上則是分離出來的單原子層平面石墨,簡(jiǎn)單來說,石墨烯一層層疊起來就是石墨,厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過,留下的痕跡就可能是幾層甚至僅僅一層石墨烯。
實(shí)際上石墨烯本來就存在于自然界,只是難以剝離出單層結(jié)構(gòu)。2004年,英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈蓋姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫,用微機(jī)械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯,證實(shí)它可以單獨(dú)存在,兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
石墨烯有何特性?
由于是單層原子結(jié)構(gòu),所以石墨烯只有一個(gè)原子直徑的厚度,即0.335nm,相當(dāng)于一根頭發(fā)的20萬分之一;其電子遷移率約為硅的140倍,砷化鎵的20倍;穩(wěn)定性高,電導(dǎo)率可達(dá)108/m,面電阻約為31/sq(310/m2),比銅或銀更低,是室溫下導(dǎo)電最好的材料;比表面積大(2630m2/g),熱導(dǎo)率是硅的36倍,砷化鎵的20倍,是銅(室溫下401WmK)的十倍多;強(qiáng)度上面積1㎡的石墨烯層片可承受4kg的質(zhì)量,其強(qiáng)度約為普通鋼的100倍,用石墨烯制成的包裝袋,可以承受大約2噸的重量。
石墨烯有什么用途?
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%
作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最好的一種新型納米材料,石墨烯被稱為黑金,是新材料之王,科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將徹底改變21世紀(jì)。
其優(yōu)質(zhì)特性可用于多個(gè)領(lǐng)域:堅(jiān)固耐磨損的特性可用于防腐保護(hù)膜、良好的導(dǎo)熱性可用于電子設(shè)備散熱、耐高溫激光發(fā)射器、良好的導(dǎo)電性可用于制造更薄更快的晶體管、幫助解決傳統(tǒng)電池容量不足和充電時(shí)間長(zhǎng)的問題…石墨烯電池靠譜嗎?
目前市面上大部分所謂的石墨烯電池,都是在鋰離子電池等電池中通過技術(shù)手段添加一些石墨烯,更多還是作為導(dǎo)電劑提高電池的快充性能,這樣的電池行業(yè)內(nèi)默認(rèn)的叫法是石墨烯基電池,而不是石墨烯電池。
雖然目前學(xué)術(shù)界并沒有對(duì)石墨烯電池做出明確含義,但參考鋰離子電池的含義,石墨烯電池肯定是以石墨烯作為重要的電極材料。現(xiàn)在鋰離子電池用的各種材料,都是一噸幾萬十幾萬,想想石墨烯堪比黃金的價(jià)格,真的全部做成電極材料誰用的起?
其次,石墨烯雖然對(duì)電池容量提升有所幫助,但并不像想象般那么大,用石墨烯做負(fù)極的電池,理論上容量最多是石墨負(fù)極的兩倍,噱頭意義遠(yuǎn)大于實(shí)際效用,實(shí)際上目前各大電池廠都開始用上了硅負(fù)極(如松下的4AH18650)。
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(cè)繪、無人設(shè)備
清華能源互聯(lián)網(wǎng)某研究員也曾表示,石墨烯本身納米材料的高比表面積等性質(zhì)與現(xiàn)在的鋰離子電池工業(yè)的技術(shù)體系是不兼容的,完全替代的希望十分渺茫。