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1 # 新能源快訊
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2 # 行行查
負極種類繁多,目前批量出貨的主要為人造石墨、天然石墨、鈦酸鋰等,其中:人造石墨成本和容量略遜與天然石墨,但憑藉迴圈效能、安全效能、大倍率充放電效率、與電解液的浸潤性等方面的綜合優勢,在負極中出貨佔比逐年提升;鈦酸鋰迴圈穩定性、充放電倍率遠優於人造石墨和天然石墨,但是容量約為石墨材料50%且成本較高限制其應用範圍,目前主要用於快充客車且出貨量不大。
負極材料石墨化是指高溫下將碳原子由雜亂不規則轉變為規則排列的六方平面網狀結構,即石墨微晶結構,其目的是獲得石墨高導電、高導熱、耐腐蝕、耐摩擦等的效能。無論人造石墨還是天然石墨,石墨化加工都是負極材料生產過程中必不可少的重要環節。
迄今為止,碳系負極材料是目前綜合性能最好的負極材料,用途最為廣泛,主要包括天然石墨、人造石墨、中間相碳微球等。其中,人造石墨主要用於大容量的車用動力電池和倍率電池以及中高階電子產品鋰離子電池,而天然石墨主要用於小型鋰離子電池和中低端電子產品鋰離子電池。
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3 # 容濟點火器
但是電動車和手機的電池容量一直存在痛點,如果石墨烯用來製造超級電容,能量密度會非常高,畢竟它有非常高的表面面積和質量比率,這樣充放電會非常快,而且不會爆炸,不怕高低溫影響,理論上是可以替代現在的鋰電池的。這也是石墨烯電池被普通大眾關注的根本,畢竟市場的剛性需求在那裡,大家都希望有一種神話的產品能解決鋰電池特點,這也是很多人關注石墨烯電池的核心原因。
而且因為石墨烯的高的表面質量比,跟現有的鋰電池生產體系難以相容,其他材料和它也會互相沖擊,因此這種“自帶光環的”摻雜的鋰電池,暫時也無法大規模推廣應用,至於真正的石墨烯電池,如果沒有什麼工藝上的突破,恐怕我們要見到它開花落地,也要幾十年後的事情了吧。
而且理想的石墨烯,完全是二維平面的,實際上加工出來的,因為氧化和還原反應,可能會有一些差異,並不是絕對的平面層,所以也會影響石墨烯的理想效能。
至於批量生產的真正石墨烯電池或者超級電容,用來替代傳統的鋰電池,恐怕誰也無法說清楚是什麼時候的事情,至少要等到石墨烯真正走出實驗室,能在工廠裡邊大規模生產後才可以看到希望了。
因此有人提出石墨烯電池是“騙局”的觀點了,這個雖然有點極端,畢竟是新事物新技術嘛,總要走一段路的,但是也從側面驗證了石墨烯技術落地的艱難性,短期內是不可能實現的。
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4 # stormzhang
任何技術和產品都有其獨特的使用場景。
電動汽車中,電池作為主要的動力來源,可以說是非常關鍵的零配件了。因為鋰電池製造成本低,技術相對成熟,幾乎所有的電動汽車使用的都是鋰電池。但其在安全性、續航能力以及環境汙染等方面存在著嚴重的短板,所以很多企業都將目光投向了技術更加先進的「石墨烯電池」。
石墨烯是世界上電阻率最小的材料。而「石墨烯電池」則是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性,開發出的一種新能源電池。但是目前市場上還沒有完全的「石墨烯電池」,所謂的「石墨烯電池」只不過是在鋰電池中添加了少量的石墨烯罷了。
國內媒體有報道稱浙江大學科學家日前利用石墨烯膜作為正極材料,研發出了一種新型的鋁-石墨烯電池。這種電池壽命超長,能在極短時間內充滿電,且在零下 40℃ 到 120℃ 的溫度範圍內都能正常工作。 要知道現在的鋰電池在高溫或者低溫環境下的表現是極其差的,所以「石墨烯電池」非常適用於電動汽車。
既然「石墨烯電池」這麼多優點為啥沒投入量產裝備電動汽車呢?
首先全「石墨烯電池」成本十分高昂,而且製備難度大,幾乎不可能量產。現在公佈的一些驚人資料基本都來自純度極高的「石墨烯電池」,僅出現在概念階段或實驗室內而已。
中信建投的報告顯示,具備優異性質的石墨烯產品何時能走出實驗室仍然是未知數。例如石墨烯作為透明導電膜使用時,其工業產品的製備便存在一定的瓶頸,使得產品中石墨烯原油的電導率低等特性無法發揮。由於單層石墨烯沒有帶隙,無法實現邏輯電路必需的電晶體開關功能,工藝複雜性程度大幅提高,廣泛使用仍需時日。
石墨烯的應用前景是極其廣闊的,但就目前情況來看,吹噓的成分大於實際價值,因為技術和成本問題導致其現在還沒辦法量產商業化,因此「石墨烯電池」取代替鋰電池在短時間內是不太可能的。
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5 # 技術型文盲
對電池原理有一定了解的,通常不敢用石墨烯電池這個名稱。
石墨烯只能同於電池改性不能參與蓄電,原理很簡單,因為石墨烯理論上是沒有層間距一說,石墨有。沒有層間距就不能利用範德華力夾持鋰離子(其他離子太大,進不了層間哈)。所以,宣稱石墨烯電池都是用於搞笑的。
那麼,石墨烯是否完全無用,也不盡然。理論上石墨烯可以改善電池散熱、降低內阻。但是實際效果是極有限的,大概率是正負抵消。石墨烯在帶來絲毫好處的同時,也顯著增加了體積。石墨烯的體積密度大概跟海綿差不多。
見過最搞笑的是泉州某廠磚家,在展會上公開展示石墨烯擴層技術,用於提高電池能量密度。這麼幼稚的事情竟然自己都當真了。
最能證明石墨烯電池百無一用的是鉛酸蓄電池,由於鎘的禁用,石墨烯也用作替代。但能量密度下降10%,使用壽命減少一半。
電池的出路不是理論創新,而是工藝創新。150年來,電池界混吃等死,不是積累了150年經驗,而是一個經驗用了150年。
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6 # 小魚鋰電
300whp以上動力電池的先進材料技術分析 2017-03-08 11:41:00 3月3日,"2017年第五屆中國鋰電產業峰會"在廣州舉辦。400多位行業專家、企業代表齊聚一堂,共同探討鋰電與新能源汽車產業發展。 在峰會上,江蘇泰興中全新能源董事長馬昕博士發表了《300whp以上動力電池的先進材料技術分析》的主題演講。馬昕博士是從美國回來的華裔傑出科學家代表,這次演講,馬博士介紹了中全新能源的核心產品與技術,分析了未來幾年鋰電發展的趨勢,分享了自己對高能比電池的重要技術挑戰以及石墨烯等熱點話題的看法。 2016-2018年鋰電發展預測 隨著新能源汽車的飛速發展,動力電池在鋰電大市場中佔比越來越大。據馬昕博士介紹,隨著新能源汽車的發展,今後動力電池和儲能電池佔比會越來越高,到2020年,動力電池將佔比63%左右,儲能電池也將達到17%。 馬昕對國內鋰電發展趨勢進行了預測,馬博士認為,未來動力電池複合增長率將達到70%,新能源汽車的主要增長點將會乘用車和物流車等領域。同隨著三元電池的解禁,近幾個月來,三元電池的呼聲越來越高,馬昕博士認為,預計在2018年預計三元電池將超過磷酸鐵鋰電池,同時他還表示,隨著產能的急速擴張,低端電池很快面臨過剩,進入產業紅海。 負極是未來高能比電池的突破方向 在國家的大力扶持,近幾年中國鋰電和新能源汽車在產能上取得了巨大的飛躍,但是在核心技術上突破較少。在產能限制的高壓之下,提高能量密度是行業的必然選擇,對此,很多人將目光聚焦在三元和磷酸鐵鋰等正極材料上。馬昕認為,做高比能電池,正負極材料、電解液、隔膜、新電池技術都非常重要,但是正極材料已經遇到了瓶頸,很難有質的飛躍,反而負極材料還有很多提升的空間,他判斷,10年後可能用上非鋰離子電池體系的鋰硫電池,鋰空氣電池等,但考慮到矽基負極的鋰電池屆時巨大的成本優勢,20年內絕大多數普及型應用仍然用矽基負極電池。 矽基負極電池是近兩年行業關注的一個重點,鋰電大資料瞭解到,矽基負極電池一直是全世界範圍內一個需要攻關解決的課題,特別是高容量1000mah/g量級的矽基負極,過去沒有能在工業大電流充放電迴圈下,穩定迴圈1000次以上的,馬昕博士創辦的中全新能源最近取得了突破,基本解決了穩定的高容量矽基負極的量產問題,是矽基負極的領先者,在會議上,馬昕介紹到,目前中全新能源矽負極材料年產3萬噸,可以做到給簽約的合作伙伴及時穩定供貨,包退包換,提供baseline電池解決方案,包合作伙伴做出合格高比能電芯,已經做出第三方檢測通過的300whp以上穩定量產型的高比能電池,可以支援電動汽車一次充電里程從200到300公里提高到700到1000公里。 石墨烯等錯誤的電池概念和炒作 最後,馬昕針對石墨烯、烯王、鋰空氣電池等行業等熱點話題發表了看法。目前市面上熱炒石墨烯電池,有傳言,"石墨烯電池3秒鐘可以充滿電,充一次電能跑1000公里,石墨烯包覆正極磷酸鐵鋰,包覆三元,提高石墨烯正極;包覆負極可以代替代替矽等"馬昕認為這些說法完全錯誤。 他解釋說,石墨烯並不具備鋰的嵌入和脫嵌,石墨烯包覆磷酸鐵鋰,只能微弱提高充電效能,不如碳奈米管;而且石墨烯包覆三元材料正極,是錯誤的,效能下降;石墨烯包覆石墨負極,是早已成熟的,日本公司把持的MCMB已經做得很成熟,但容量已經達到極限。石墨負極容量極限370,和矽的4200,和我們已經做到的2000多mah/g差得很遠,而且矽基負極的成本優勢也越來越明顯,是要用矽徹底代替石墨和石墨烯,而不是反過來。 對於近來火熱的鋰空氣電池馬昕博士也發表了看法,馬昕表示,在美國和中國國內,也有了把鋰空氣電池的喧囂,說是高能量電池的方案,但這個提法是錯誤的。鋰空氣電池能源效率低,穩定性差,IBM作為一個沒搞電池的公司主導提出的,離實用差得很遠,它們也知道鋰空不穩定,又提出鋰空氣電池,更不成熟,安全性很差,易爆;純鋰負極也離成熟還差很遠,迴圈和安全性差;目前唯一成熟的是我們的矽負極及矽+下一代負極。
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7 # 喲不想起名字
沒有所謂的石墨烯電池,請題主注意,凡是說石墨烯電池的都是吹牛逼,都是大忽悠。基本上等同於奈米產品一樣。
石墨烯電池不知道是哪個無良商家給人起的名字,怎麼不起奈米石墨烯電池呀?這比石墨烯電池要牛逼呀!還有奈米技術呢!
我承認石墨烯可以做為一種優良的導電新增劑(不到3%的量),可能部分提高了倍率效能。
但是電池的名字能以新增劑命名嗎?
那這樣的話,我在電解液中加些固態電解質,還叫固態電池了。名字能亂起的嗎?現在碳奈米管被作為導電新增劑加入到電池中,也沒有人叫它碳奈米管電池呀!名字能亂起嗎?
最搞笑的是石墨烯的所謂導電性好而被用作導電新增劑,是指單層或者薄層的石墨烯具有較高導電性。剝層到這個程度的石墨烯價格都是論g計價的。厚一點的石墨烯根本就不叫石墨烯,導電性比常見的導電劑要差的多。
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8 # 大話百科天地
要是說真正的全石墨烯電池,現在有些過於科幻了,不過這也不代表不可能。容量大,充電速度快,是石墨烯電池最大的優勢,想象下現在電動汽車下厚厚的電池以及動輒1小時的充電時間,或許,不久後,整個電池行業就會變石墨烯所改變,未來的石墨烯電池,僅需要幾分鐘,就可以完成充電。
電池技術是電動汽車大力推廣和發展的最大門檻,而目前的電池產業正處於鉛酸電池和傳統鋰離子電池發展均遇瓶頸的階段,石墨烯儲能裝置的研製成功後,若能批量生產,則將為電池產業乃至電動車產業帶來新的變革。
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9 # 愛滿電驛站
簡單來說,石墨烯是充放電都快,但電池的要求是充電快,放電慢。目前已有的技術是再負極加入矽,讓放電慢。不過還沒成熟,推廣到市場還早。
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10 # 手機使用者51104008514
首先,石墨烯電池是一個騙人的概念,因為叫什麼電池是以電池的活性材料來命名的,而石墨烯是一種惰性材料,不是活性物質,它在電池中只起到導電作用,因此叫石墨烯電池本身就是一種騙人行為,借石墨烯這個概念來炒作。另外即使是石墨烯作為導電材料加入到電池中,效果也有限的,因為如果是為了提高效能,導電材料所佔比例不到2%,撐死了電池容量也就提高2%;如果是為了提高導電性,最多導電性也就提高一倍,但石墨悕很輕,加到這個比例電池的其它效能就不好了,因此石墨烯出來這麼多年,在電池中真正使用的根本沒有,在吵吵嚷嚷的都是騙人的!
回覆列表
石墨烯是目前世界上已知的最薄、強度最大、導電、導熱效能最好的一種新型奈米材料,因其卓越的效能,價值堪比黃金,行業暱稱為“黑金”。所以石墨烯電池沒能取代鋰電池成為電動車電池最根本的原因就是“貴”,不過雖然石墨烯電池沒能大範圍的代替鋰電池或鉛酸電池成為主流電池,但是眾多一線品牌都推出了自己的石墨烯電池。
雅迪石墨烯電池
雅迪石墨烯電池目前已經確認最長可用8-9年。國家級專業實驗室的測試資料顯示,雅迪石墨烯電池充放電次數已經輕鬆突破千次。在配合使用專業快充充電器的情況下,1小時就能充電80%以上。由於使用了石墨烯超級導電漿料的緣故,石墨烯電池儲電能力進一步加強,在-15℃低溫時放電容量比普通電池高約10%,冬天更耐騎。
綠源石墨烯電池
3大特點
1、3倍電池壽命
2、90分鐘充滿整組電池,1小時充滿80%的電
3、2年換新,也就是質保期也是24個月
愛瑪石墨烯電池
四大核心優勢更是把產品的效能做到了極致。
一、充電1小時騎行120裡
搭配專用快充充電器,智慧晶片控制安全快速,告別整晚充電,1小時充電80%,2.5小時即可充滿,快充10分鐘能跑20裡。
二、-20度可續航58KM
愛瑪專用石墨烯電池耐高溫50度,低溫-20度,在-20度的低溫環境中可續航58KM。
三、比普通電池多跑10公里同等滿電的狀態下可比普通電池多跑10公里
四、迴圈壽命高達1080次普通電池迴圈壽命350次,愛瑪石墨烯電池迴圈壽命高達1080次,是普通電池的3倍!
隨著越來越多的電動車品牌推出自己的專用石墨烯電池,相信不久的將來石墨烯電池的使用佔比也會越來越高!