用了石墨烯材料的电池表现出色

德科纳米2018-05-15 15:04:09

既然锂电池技术遇到瓶颈,人们就想到一些另辟蹊径的办法,间接有效解决用户对续航的需求,而在研究中发现,使用石墨烯材料的电池表现出色。


   

  华为曾在第57届日本电池大会上,发布了以“华为能源”之名亮相的使用石墨烯材料的锂电池,展示出电池快充技术,仅用5分钟就将一块3000毫安的电池充到了48%的电量,无疑其效果比高通的Quick Charge技术和OPPO的VOOC闪充技术更为振奋人心。而且,与传统锂离子电池相比,该电池具有寿命长、耐高温等多种优异特性。

  据介绍,采用石墨烯材料的电池主要优势在于其使用寿命和充电速度。经过试验测试,石墨烯电池2000次充放电衰减率15%以内,同比普通锂电池约40-80%,充电速度5000毫安时的半小时可以充满,如果电路设计合适,理论上可以5秒以内充满。

  而华为在电解液中加入高温抗分解添加剂,配合高温稳定的大单晶正极,大幅提升电池热稳定性。与此同时,通过利用石墨烯高效散热的特点,同等工况下电池温度降低5℃。 

  目前,随着电子产品的便携化发展,电池也朝小型、轻薄同时兼具高比能量的方向发展;而对于在电动汽车中的应用,高的体积比能量也意味着一定容积的电池可以装填更多的活性物质。因此在实际应用当中,比之质量比能量,体积比能量很多时候更加重要。

  1月26日,《自然•通讯》在线发表了天津大学化工学院杨全红教授团队的研究工作,在石墨烯的致密组装中,巧妙应用类似变形金刚的“硫模板”,实现了包裹活性物质的碳笼尺寸和形状的精确设计,从而大幅提高锂离子电池体积能量密度,使其变得“更小”成为可能。

  “需要指出的是有称‘石墨烯电池’的说法,不科学、不严谨。比较客观的说法,应该是‘使用了石墨烯材料的电池’,石墨烯是一种‘至柔至薄’的碳材料,通过石墨烯的添加或者辅助,可能会达到传统碳材料或者传统技术难于达到的某些功能,而有些时候电池性能很小幅度的提高对于实际应用而言都是非常重要的。”杨全红对科技日报记者说。

  而“使用了石墨烯材料的电池”其本身还是锂电池或者其他介质电池,石墨烯本身不能存储电能,主要作用是把电池的两极材料分开,电子可以非常轻易穿过,使得电池的内阻非常小,也就是为啥其充电速度快的原因。

  从目前科研成果来看,采用石墨烯材料的电池的表现比锂电池要好很多,特别是在电池的动力特性、电容量、寿命等方面。然而,中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春对科技日报记者说,“目前有关石墨烯材料的电池的技术研究大多处于实验室阶段,尚未达到实用化,离大批量生产还有很长的路要走。”

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