謫小仙
理想很美好,現實很骨感
石墨烯電池是什麼
簡單來說,石墨烯電池就是將石墨烯應用於鋰電池的正負極材料。
由於石墨烯最薄、最硬以及最佳熱/電傳導的特性,鋰離子能在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動,理論上能夠提高充放電速率。
現實情況-接近於不存在
事實上,國際鋰電學術界和產業界並沒有“石墨烯電池”這個提法。
因為石墨烯材料無法單獨成為電池的正極或負極材料,多用於其他物質組成複合材料,因此其並不能從本質上使汽車動力電池性能提升。
另外,石墨烯的製備技術也一直是阻礙其發展的難題,迄今為止,還未尋找到真正適用於產業化生產的製備工藝。
最後,引用清華能源互聯網研究員劉冠偉的說法,“石墨烯電池”這個技術接近於不存在,石墨烯只有在理論上能夠提高充放電速率,而對於容(能)量的提升基本沒有任何幫助。
其噱頭意義遠大於實用價值。
汽車圈兒的清流
汽車人參考
- 電池續航。電池之所以不耐用,是因為隨著反覆充電,電容量在不斷降低。鋁-石墨烯電池可以做到在經歷25萬次充電-放電循環後,充放電效率依舊高達91%,電容量損失小到可以忽略不計。如果在智能手機上使用這種電池,即使每天充電10次,也能用上近70年。
- 快速充電。鋁-石墨烯電池出色的倍率性能,使得它在大電流下可以迅速充電,同時還能保證較高的比電容量。它在實驗室的數據是1.1秒就能充滿電,比電容量損失輕微。未來要是使用到智能手機上,充電5秒鐘,通話2小時都是小問題。
- 抗低溫,耐高溫。這一特性大概是最讓蘋果手機慚愧的。鋁-石墨烯電池能在低至零下40℃的溫度下穩定充放電1000次;在高至100℃的溫度下穩定充放電45000次,即使電芯暴露於火焰中,也並不會引起爆炸或起火。
- 柔性強。在10000次彎折後仍能完全保持電容量。
氪星情報局
石墨烯能量密度超過600wh/kg,是目前使用鋰電池的約5倍;一次充電時間只需8分鐘,可行駛1000公里;使用壽命是目前鋰電池兩倍;其成本將比目前鋰電池降低77%等。
該電池主要突破點有六:一是標誌著石墨烯電池研發已經有實質意義上突破,終於進入了應用階段。二是石墨烯電池主要性能指標,即能量密度、功率密度、充電時間和使用壽命等,均有替代汽油機的歷史性突破,完全適合汽車動力需求,並遠遠超越現行汽油發動機。三是該電池的成本比目前鋰電池大降77%,完全可以大規模走向市場。四是該公司明確該款電池開始在德國兩家汽車廠上車試驗,並在2015年一季度上市,讓人們看到了電動汽車大規模普及時代,數萬億美元大產業開席,就在眼前不再遙遠。五是石墨烯電池淘汰汽油機,揭開了人類環保新時代。六是由此我們依稀看到了,更多更高質量的石墨烯電池正向我們走來。
石墨烯動力電池成本是關鍵
目前來看,石墨烯電池的技術突破或能為電池產業乃至電動車產業帶來全新變革。
就其屬性來說,作為最薄、最堅硬、導電性最好且擁有強大靈活性的納米材料,石墨烯可廣泛應用於鋰離子電池、超級電容器及太陽能電池等儲能產品中。石墨烯電池廣闊的產業化前景源於其結合了鋰離子電池和超級電容電池的優點——功率密度比鋰電池高100倍,能量儲存密度比傳統超級電容高30倍。
但是,石墨烯材料高昂的成本是其難以產業化的重要成因。2011年,石墨烯在中國市場的價格近十倍於黃金,超過2000元/克,因此,對石墨烯電池而言,通過技術手段縮減成本至關重要。與很多國家相比,中國在石墨烯研究上有獨特優勢。首先,作為石墨烯生產原料的石墨在我國儲能豐富,價格低廉;其次,我國最新研究成果已基本攻克了石墨烯製造成本問題,理論上實現了從5000元/克到3元/克的跨越,下一步要做的將是結合市場,向量產推進。
可以想見,石墨烯電池實現突破之日,將是包括電動車、手機、電腦等一切靠電力驅動設備變革之時,也必將為人類生活帶來翻天覆地的變化。
中國石墨烯及應用走在世界前列
石墨烯電池尚未實現大規模商用,但科研領域已經有了很多嘗試與反饋:2011年,美國西北大學以石墨烯和硅為原料研發一款手機電池,號稱每次充電僅需15分鐘,便可讓手機運行一週;近期,美國科研機構利用鋰離子可以在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性,開發出一種新電池,據悉,這種新電池可將充電時間進一步壓縮至一分鐘以內;特斯拉也正致力於高性能石墨烯電池的研發,根據特斯拉CEO埃隆·馬斯克的表態,若將來研發成功,未來特斯拉電動車的續航里程將達到800公里,與目前續航能力相比實現翻倍增長,屆時特斯拉在電動車領域的優勢將更加明顯。
值得一提的是,中國石墨烯及其應用研發走在世界前列,石墨烯電池研發應用並不慢。綜合去年底以來的消息面看,已經有多款石墨烯電池和石墨烯鋰硫電池,都取得了突破性進展。尤其是中科院金屬所和金路集團合作項目石墨烯鋰硫電池,去年底樣機已經研發成功,正在後續完善之中,其主要性能指標遠遠超過西班牙該款電池。但願中國石墨烯動力電池時代早日到來。
重頭再來173677323
石墨烯電池99%都是往鋰電池裡摻加石墨烯材料,純石墨烯的電池,應該叫超級電容,只在實驗室中存在,價格貴的嚇死人!
如果只是摻了石墨烯的鋰電,那麼石墨烯在成本上根本無法同傳統的導電碳和石墨競爭。
另外石墨烯的表面積大,分散問題一大堆,受化學狀態影響大,生產批次差異很難控制,嚴重影響電池一致性,負責任的廠商誰會用!
其次,用石墨烯做負極,理論上只是傳統石墨的兩倍,並且首次效率低的驚人,並且一致性很差,相比之下硅材料是石墨的十倍,價格又便宜,易於加工,一致性好,松下的18650電池(tesla用的電池)就是用硅材料,為啥要用又貴又不好用的石墨烯呢?
最後,如果用來做導電劑,如果分散做不好,會出現一大堆問題,石墨烯這麼一張大紙很容易將鋰離子的擴散通道堵死,怎麼用呀,再說碳家族裡好用的導電材料多了去了,並且還物美價廉,幹嘛用石墨烯!
西班牙Graphenano和Cordoba合作的那個的石墨烯電池,吹的那麼牛,有哪家汽車廠家或手機廠家用了,基本就是騙人的。
石墨烯用途很多,做超級電容,做光伏都沒問題,電池就算了吧!
chris165851567
近來,一則新聞嚇掉了筆者的下巴:
大意是說,合肥國軒與航天萬源將協作在唐山市建立項目公司,打造一個石墨烯產業園,建造年規劃產能10Ah動力電池生產線,本年就要完成批量生產。
照這個尿性,是說石墨烯電池都現已要量產民用的境地了?中國什麼時候變得走在了國際巔峰的山脊上?
超級電池真的來了?
其實,畫出這樣“大餅”的不止國軒高科。前不久一個叫東旭光電的企業發佈公告說自個兒現已研製出了國際上首款石墨烯電池,並自冠以“烯王”名號。
但是仔細看來,他們研製出的不過是石墨烯基鋰電池,這批紅判白,純石墨烯電池與石墨烯基鋰電池中間差了孫山公一個筋斗雲好嗎!
而在此之前,石墨烯電池範疇掀過浪花的也就是仰融的正路集團。他們研製的石墨烯鈦酸鋰電池應用在正路的第二代純電動公交車上,行將投放市場。
而這位國軒高科同學,與比亞迪、寧德年代新能源並稱國內動力電池前三強。假如真的完成量產,絕壁是件牛大發了的工作。可是在量產之前,還有很多問題要處理。
石墨烯到底是“神饃”?
石墨烯是一種僅由一層碳原子構成的薄片,是英國曼徹斯特大學的物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫在2004年用膠帶撕石墨“撕”出來的。
這二位guys用特殊膠帶手撕石墨片,活活撕出一枚諾貝爾獎。
1毫米厚的石墨片大約包含300萬層石墨烯,這種網狀的二維、簡直徹底通明的晶體成為了世界上最薄可是最堅硬的資料。一起,石墨烯具有極好的導電性與導熱性,因而也是現在世界上電阻率最小的資料。
所以,石墨烯瞬間收到各界的青睞。尤其是電動汽車領域,石墨烯電池被神話為“充電五分鐘,奔馳一千公里”,媽媽再也不必憂慮我的續航了。
那麼石墨烯電池又是什麼鬼?
石墨烯電池的能量密度高達600Wh/kg,而一塊鋰電池(以最先進的為準)的比能量數值為180wh/kg。
換句話說,一輛電動汽車假如想到達設定的動力蓄電池組總能量,裝備石墨烯電池的分量只需一般動力電池的八分之一即可(石墨烯電池本身的分量僅為傳統電池的一半)。理論上來說,其使用壽命也是傳統氫化電池的四倍,鋰電池的兩倍。
但是,樸實的石墨烯電池,現在維基百科也沒有定義。即便是當年西班牙Graphenano和Cordoba協作的聞名石墨烯電池,在brag about2015年行將量產之後,咱們給了他兩倍時刻也沒找到量產的一根頭髮絲兒。
現在,市面上大部分所謂的石墨烯電池都是在鋰電池等電池中經過技術手段添加一些石墨烯,更多仍是作為輔助資料的“配角兒”。
上道兒的比方正路,會老老實實說,咱們這是石墨烯鈦酸鋰電池;路子野的,比方東旭光電,哪怕自己的確造的就是石墨烯基鋰電池,卻要在新聞佈告中大放厥詞說自個兒已經造出了世界上首個石墨烯電池,還不忘說一句:恭賀祖國!幾乎尷尬癌都要犯了。
筆者採訪了從事新能源電池研討的不簽字職業專家,他說,現在,石墨烯對新能源電動電池的奉獻首要在於能夠進步電池的快充功能,但現在並沒有突破性的開展。石墨烯更多都是以導電劑加進去,倍率功能會好一些,乃至基都算不上(參閱上文提到的“石墨烯基鋰電池”,啪啪打臉),而且能量密度根本不會添加。
翻譯成白話,就是說,充電五分鐘,狂奔倆小時這樣的夢或可期,但說靠這個完成輕量化或許給電動車延年益壽之類的,筆者覺得,那還不如去指望硅資料來的靠譜。究竟硅電池可比石墨烯便宜了太多。
量產之路,道阻且長
石墨烯工業基於其神奇的特性,在資源需求大國我大天朝那肯定是搶手貨。
據我國石墨烯工業技術創新戰略聯盟秘書長李義春介紹,2014年石墨烯工業銷售額4000多萬元,2015年到達6億元,今年預計在50億元左右,到2020年,石墨烯工業商場規模或達1000億元,佔全球商場的50%~80%。
作為現在最火的資料之一,石墨烯的社會關注度高、方針扶持力度大。就國軒高科而言,筆者挖墳發現,其公司全資子公司合肥國軒高科動力能源有限公司收到國家工業轉型晉級項目2016年中央預算內出資計劃補助資金1.17億元,該項補助資金將用於合肥國軒“年產6億安時鋰離子動力電池生產基地項目一期工程”的項目建造。
一言不合就贊助,有錢就是任性。但是對於石墨烯電池而言,深耕多年的仰融現在也只做到石墨烯鈦酸鋰電池,按照計劃,他們的下一步是造石墨烯鋰硫電池,終極的才是純石墨烯資料的超級電池。
面對我國現在石墨烯產品跟我國電池產品一樣,量大而質拙。而到真實的石墨烯電池,咱們可能還要有十年乃至更久的路走。用一個未來才會民用的東西,現在就宣稱量產來圈錢,儘管起點是好的,但並不利於我國電池職業的厚實開展。
虛假昌盛的腳步邁得太大,簡單扯著蛋,而消費者絕不應用自己口袋裡的錢乃至生命為此來買單。
蹄蹄水星情報局
謝謝誠邀!
石墨烯電池概念
利用鋰電池在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭於運動的特性,開發出一種新能源電池,這種電池可把數小時充電的時間壓縮至短短不到一分鐘。
一分鐘快速充電的石墨烯電池若實現產業化,將帶來電池產業的變革,從而促進新能源汽車產業的革新。
技術應用及前景
電池技術是電動汽車大力推廣和發展的最大門檻,石墨烯儲能研製成功,若能批量生產,電池產業將帶來巨大變革。
石墨烯電池將引領改革,充電十分鐘跑一千公里,未來新能源汽車的廣泛使用,從而實現“藍天碧水"的夢。
手機電池數秒鐘充滿電,一個星期內不用充電……
這些都是美好的願望,科學技術的進步在不久的將來或將實現。
現在石墨烯電池的技術還沒有得到真正的技術上的突破,離量產及商業化,還有很長的距離要走。
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壹佰年
目前,石墨烯應用於電池主要三個方向:一是用石墨烯作為電池負極。二是在鋰電中添加石墨烯粉體。三是用石墨烯散熱。
資本為了忽悠市場,把石墨材料的希缺和石墨烯優良性編出一個個好聽的故事,例如:湖南某市原來漫山遍野亂採石墨,搭上石墨烯船,改頭換面為石墨烯產業。實際上製備石墨烯根本就不用石墨。
鋰電中添加石墨烯,到底加多少能提升性能?添加的是單層還是多層?這樣的電池量產能保證產品一致性嗎?資本市場只負責大放衛星,忽悠再忽悠。
石墨烯作為電極,作為散熱體,實際上仍是石墨。石墨烯優良性能是在極接近二維體中呈現的,把它堆疊出來就是石墨。
我們相信石墨烯的未來,我們更厭惡無恥無底線的炒作。
(手機手寫,多多包涵)
賈智亞
目前是鉛酸石墨烯電池為主,電池極板的PbO2電解過程中容易脫離 或變形。石墨烯薄膜洽洽能固定鉛離子,石墨烯具有導電性快,散熱高的優勢得到了充分發揮。