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[锂离子电池充电式离子运动方向]石墨烯锂电池发展方向

作者:慕青      发布时间:2021-04-25      浏览量:0
烯电池由石墨烯复合纳米材料制成正极,以涂

烯电池由石墨烯复合纳米材料制成正极,以涂层金属锂为负极,使用陶瓷纤维膜,由防爆电解液构成,涂层锂膜抑制锂枝晶的生长,陶瓷纤维膜防止意外的枝晶渗透,防爆电解液抑制起火,防爆发生事故。

将石墨烯复盖锂离子正、负极材料技术应用于动力电池,提高目前三元锂离子电池单体能量密度(约200瓦时/公斤),达到智能汽车重要技术产业化实施方案提出的2020年汽车动力电池能量密度指标300瓦时/公斤

以机械石墨烯为主要新材料制成正极,以涂层金属锂为负极,构成锂电池,经过千次以上循环,结果证明,比容量期最高可达1800mah/g,100次稳定在1200mah/g以上,约等于普通锂电池的4~5倍。200次稳定在1100mah/g,400~00次也稳定在1000mah/g以上,700~800次,900mah/g以上,1100次,700mah/g以上的比容量比普通锂电池高2、3倍。2019年又取得了显着进展,在比容量上升到2700mAh/g以上的同时,感觉锂电池的能量有很大的上升空间。

目前,三星新一代旗舰机GalaxyS9将采用石墨烯材质电池代替现有锂电池,这类电池可在12分钟内完成充电,在60摄氏度的环境中保持高稳定性。这不仅适用于智能手机,也适用于电动汽车。

三星研究所已经找到了大规模结合石墨烯和二氧化硅的方法,完成融合的材料被称为石墨烯球,具有类似爆米花的结构。该技术不仅提高了电池的稳定性,还提高了导电率,大大提高了阴极的可循环性和快速充电能力。更重要的是,其能量密度接近800Wh/L,与特斯拉使用的锂离子电池等相同。

美国俄亥俄州的Nanotek仪器公司利用锂离子电池在石墨烯表面和电极之间迅速大量来回运动的特性,开发出新的电池。这种新型电池可以将几个小时的充电时间压缩到短短不到一分钟,容量大,充电速度快,是石墨烯电池最大的优势,未来一分钟快充的石墨烯电池实现产业化后,将带来电池产业的变革,促进新能源汽车产业的创新。

以动力电池领域为例,石墨烯是具有良好应用前景的锂电池正负极材料。同时,石墨烯聚合材料动力电池的重量只有传统动力电池的50%,成本比锂电池低77%。从性能上看,石墨烯锂电池充电一次,耗时不超过10分钟。

关于未来新能源汽车动力电池的讨论,最可靠、讨论最多的是石墨烯动力电池,从专业角度解读翻译有两种使用方法,一种是石墨烯复合材料作为锂电池的导电剂,二种是直接作为负极使用,效果提高锂电池的活性,提高电动汽车的持续距离、充电速度。

目前常见的三元材料锂电池能量密度为180~200mah/g,石墨烯聚合材料动力电池能量密度可超过600mah/g。也就是说,如果将特斯拉P85上的动力电池更换为同等重量的石墨烯动力电池,其持续距离约为1500公里,是原来的3倍。不仅能量密度高,石墨烯电池的充电速度也比锂电池快得多,可以有效地解决充电时间长的问题。石墨烯动力电池寿命可达锂电池的两倍,采用石墨烯动力电池可有效降低电动汽车成本,提高市场竞争力。