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充电5分钟行驶300公里?浅谈石墨烯电池在汽车上

来源:未知   作者:admin    发布时间: 2018-08-08 08:45   浏览:

充电5分钟行驶300公里?浅谈石墨烯电池在汽车上

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  对于石墨烯电池现阶段所谓的实验成功,其实都是在不计成本的情况下,虽然这也是电池产业的一个新的发展点。但是从现在开始等的话可能要等到您失去信心了。并且电动汽车电池的基本诉求有三点:充电快、容电量大、耐用性强。而石墨烯目前也仅仅是满足了充电快这点,石墨烯电池用于电动车行业确实还需要时间。

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  世界上几乎所有的半导体技术研究机构都在尝试制造单层石墨烯(graphene),并将其视为优于硅的新一代IC材料;不过现在IBM的研究人员却发现石墨烯材料的另一种优势──能大幅降低采用氮化镓(galliumnitride,GaN)制造之蓝光LED成本。

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  石墨烯是已知世界上最薄的材料,只有一个原子厚,厚度相当于一根头发的20万分之一,一克石墨烯就可以覆盖一个足球场,其强度是钢的200倍。这种材料自2004年首次制成后,迅速成为热门材料并得到业界认可,以至于在仅仅6年后的2010年,诺贝尔奖就颁发给了石墨烯的制备者——安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。

  在电动车当中,电池、电机、电控是核心,而其中的电池则是核心中的核心,电池作为动力能量以及全车电力的来源,担当着十分重要的角色。目前,电动车主流的电池都是采用锂电池,这种电池能量密度适中,而且也较为成熟,制造成本也比较有优势。但是,锂电池也有非常致命的弱点,比如,安全性差,容易引发火灾;比如,充电速度慢,最快也要几个小时。不仅如此,锂离子电池的内部阻抗高。因为锂离子电池的电解液为有机溶剂,其电导率比镍镉电池、镍氢电池的水溶液电解液要低得多,所以,锂离子电池的内部阻抗比镍镉、镍氢电池约大11倍。如直径为18mm、长50mm的单体电池的阻抗大约达90mΩ。除此之外,锂电池工作电压变化较大。比如电池放电到额定容量的80%时,镍镉电池的电压变化很小(约20%),锂离子电池的电压变化较大(约40%)。对电池供电的设备来说,这是严重的缺点,但是由于锂离子电池放电电压变化较大,也很容易据此检测电池的剩余电量。

  根据北京石墨烯研究院规划,其主要瞄准三大业务板块布局:一是掌控石墨烯材料制备与产业化装备核心技术。重点开发全自动大型石墨烯薄膜规模生产及转移装备、卷对卷石墨烯连续生长设备、静态石墨烯晶圆生长设备等。第二,探索产学研融合发展新模式,为企业开展高端研发代工。研究院构建了石墨烯智能交通、超级石墨烯光纤、“烯碳金刚”未来士兵系统、石墨烯基半导体照明、石墨烯智能窗玻璃5大研发代工专项平台。第三,打造石墨烯众创空间,构建石墨烯领域良好的创新创业生态。

  1、 商业化要考虑的首要问题就是成本,在锂电池中石墨烯主要起到的作用与传统碳/石墨的作用是相似的,一是导电剂,二是可能做电极嵌锂材料,但是原料价格相差成千上万倍。

  2、 工艺繁琐,后处理污染严重,石墨烯比表面积大,受化学状态影响巨大,批次稳定性,循环寿命等众多细致因素限制,生产工艺及其复杂,而且石墨烯生产需要用到大量的硫酸,后处理也很麻烦。

  石墨烯电池其实并不是真正的电池,而是一种新材料超级电容。它利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。

  继浙江省之后,江苏省也开始大力推进特色小镇规划建设工作。2017年1月17日,江苏省发布了《关于培育创建江苏特色小镇的指导意见》,明确指出力争通过3-5年努力,分批创建100个左右产业特色鲜明、体制机制灵活、人文气息浓厚、生态环境优美、多种功能叠加、宜业宜居宜游的特色小镇。

  我们在利用碳化硅晶圆片所形成的晶圆尺寸石墨烯上,长出了单晶GaN薄膜;自称“发明大师(MasterInventor)”的IBMT.J.Watson研究中心成员JeehwanKim表示:然后整片GaN薄膜被转移到硅基板上,石墨烯则仍留在SiC晶圆片上重复使用,再继续长出GaN薄膜、转移薄膜的程序。

  3、 石墨烯是可以做导电剂促进快充放,虽然理论上可以提高倍率性能,但是如果分散工艺不到位混料不均,可能性质反倒下降,得不偿失。

  “实验中明显可以看到,使用了我们石墨烯改性重防腐涂料的材料,抗锈蚀能力很强,在这种苛刻腐蚀环境中暴晒半年后还跟新的一样。很多没做防腐处理的型号材料,一个月就几乎全部腐蚀。”王立平说,热带海洋无孔不入的腐蚀介质(水、氯离子、氧气等)是钢铁难以抵挡的超级“杀手”,国际上最好的重防腐涂料耐盐雾寿命也基本只有3000小时左右。而中科院宁波材料所王立平研究员、乌学东研究员和薛群基院士联合团队开发的新型石墨烯改性重防腐涂料,拥有自主知识产权,能让钢铁材料在中性盐雾试验中的耐受时间超过6000小时。

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  北京石墨烯研究院是在北京市政府支持下,由北京大学与中国建材集团等行业龙头企业于2016年10月25日联合发起设立,同时,成立北京石墨烯研究院有限公司,作为北京石墨烯研究院成果转化与产业化推进载体。北京石墨烯研究院有限公司注册资本为3.23亿元,其中,北大资产经营有限公司(北京大学全资子公司)持股38%、彤程新材持有股16%、宝泰隆15%、海淀国投14%、宁波正昊12%、首都科技5%。彤程新材是北大资产之外的最大股东。

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  石墨烯被研究者和各大媒体誉为“新材料之王”,是人类已知强度高、韧性好、重量轻、透光率高、导电性佳的新型纳米材料。集万千光芒于一身的石墨烯聚合电池,有着能量高、充电速率快等优点,正好是当今电动汽车的痛点所在。比如早在2015年,华为瓦特实验室在日本第56届日本电池大会上发布的一项快充技术,这款3000mAh的石墨烯电池仅需5分钟,就可获得高达48%的电量。更有甚者,早在2014年,西班牙Graphenano公司就与西班牙科尔瓦多大学,合作研究出了首例石墨烯聚合材料电池。

  虽然近两年石墨烯被大肆宣扬,但是实际上其发现前景还不是很乐观,特别是电池行业,走入人们的生活恐怕还需要很长时间。

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  根据倍斯特给出的官方资料,这款移动电源的尺寸为158×65×24.5mm。问题也就出现在这个尺寸上了,有业内人士认为,常规锂电池在这个尺寸下本可以达到20000mAh的容量,而这款移动电源的容量却只有5000mAh,所以其能量密度是大幅降低了的,这也被认为是实现快充的一个手段。

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  近日,国家知识产权局公布了2018年度国家知识产权优势示范企业评审和复核结果,全国234家企业获评国家知识产权示范企业,1146家企业获评国家知识产权优势企业。

  2004年,英国物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出石墨烯,两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。这是人类首次分离出石墨烯,它也即将成为硅的替代品,也被人们称之为“黑金”,之所以如此,是因为它是世界上目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的纳米材料,并且几乎是透明的存在,可以完美的制作成如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。

  今天小编看新闻的时候发现这样一则消息“近年来,纯电动汽车的快充技术不断发展,“1个小时充满80%的电量”“30分钟充满80%电量”“20分钟充满80%电量”……未来的3~5年,纯电动汽车只要充电5分钟就能充满80%电量,大约能行驶300公里”,这一消息无疑是给电动车行业打了一针鸡血。而实现充电5分钟行驶300公里需要什么样的技术或是材料呢?相信您也略有耳闻,那就是——石墨烯电池。我们知道电动汽车最大的一个弊端,也是让很多人接受不了的就是充电慢问题。而石墨烯的出现将会彻底改变这一现状。那今天小编就跟大家聊一聊关于石墨烯这点事儿。