充電5分鐘行駛300公里？淺談石墨烯電池在汽車上的應用

最新 08-18

[資訊-牛車網]

今天小編看新聞的時候發現這樣一則消息「近年來，純電動汽車的快充技術不斷發展，「1個小時充滿80%的電量」「30分鐘充滿80%電量」「20分鐘充滿80%電量」……未來的3~5年，純電動汽車只要充電5分鐘就能充滿80%電量，大約能行駛300公里」，這一消息無疑是給電動車行業打了一針雞血。而實現充電5分鐘行駛300公里需要什麼樣的技術或是材料呢？相信您也略有耳聞，那就是——石墨烯電池。我們知道電動汽車最大的一個弊端，也是讓很多人接受不了的就是充電慢問題。而石墨烯的出現將會徹底改變這一現狀。那今天小編就跟大家聊一聊關於石墨烯這點事兒。

什麼是石墨烯電池

石墨烯粉末

石墨烯電池其實並不是真正的電池，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動的特性，開發出的一種新能源電池。

石墨烯

石墨烯被研究者和各大媒體譽為「新材料之王」，是人類已知強度高、韌性好、重量輕、透光率高、導電性佳的新型納米材料。集萬千光芒於一身的石墨烯聚合電池，有著能量高、充電速率快等優點，正好是當今電動汽車的痛點所在。比如早在2015年，華為瓦特實驗室在日本第56屆日本電池大會上發布的一項快充技術，這款3000mAh的石墨烯電池僅需5分鐘，就可獲得高達48%的電量。更有甚者，早在2014年，西班牙Graphenano公司就與西班牙科爾瓦多大學，合作研究出了首例石墨烯聚合材料電池。

鋰電池

在電動車當中，電池、電機、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，擔當著十分重要的角色。目前，電動車主流的電池都是採用鋰電池，這種電池能量密度適中，而且也較為成熟，製造成本也比較有優勢。但是，鋰電池也有非常致命的弱點，比如，安全性差，容易引發火災；比如，充電速度慢，最快也要幾個小時。不僅如此，鋰離子電池的內部阻抗高。因為鋰離子電池的電解液為有機溶劑，其電導率比鎳鎘電池、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90mΩ。除此之外，鋰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小（約20%），鋰離子電池的電壓變化較大（約40%）。對電池供電的設備來說，這是嚴重的缺點，但是由於鋰離子電池放電電壓變化較大，也很容易據此檢測電池的剩餘電量。

新型石墨烯薄膜鋰離子電池

石墨烯的由來與優勢

2004年，英國物理學家安德烈·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現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的納米材料，並且幾乎是透明的存在，可以完美的製作成如透明的觸摸顯示屏、發光板和太陽能電池板。

石墨烯的應用前景

雖然近兩年石墨烯被大肆宣揚，但是實際上其發現前景還不是很樂觀，特別是電池行業，走入人們的生活恐怕還需要很長時間。