你知道電動(dòng)車的鋰電池為何沒(méi)有被石墨烯電池所取代嗎？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-04 09:53
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目前，在世界范圍內(nèi)，新能源汽車已經(jīng)成為大勢(shì)所趨，全世界各國(guó)政策都是大力支持，并且，很多國(guó)家甚至都已經(jīng)制定了傳統(tǒng)燃油車退市的時(shí)間表，可以說(shuō)，在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，新能源車或?qū)⑷嫒〈鷤鹘y(tǒng)燃油車。而新能源車當(dāng)中，各國(guó)尤以發(fā)展純電動(dòng)車為主要方向。
在電動(dòng)車當(dāng)中，三電系統(tǒng)是核心，而其中的電池則是核心中的核心，電池作為動(dòng)力能量以及全車電力的來(lái)源，擔(dān)當(dāng)著十分重要的角色。目前，電動(dòng)車主流的電池都是采用鋰電池，這種電池能量密度適中，而且也較為成熟，制造成本也比較有優(yōu)勢(shì)。但是，鋰電池也有非常致命的弱點(diǎn)，比如，安全性差，容易引發(fā)火災(zāi)；比如，充電速度慢，最快也要幾個(gè)小時(shí)。
不僅如此，鋰離子電池的內(nèi)部阻抗高。因?yàn)殇囯x子電池的電解液為有機(jī)溶劑，其電導(dǎo)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(nèi)部阻抗比鎳鎘、鎳氫電池約大11倍。如直徑為18mm、長(zhǎng)50mm的單體電池的阻抗大約達(dá)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(shí)，鎳鎘電池的電壓變化很?。s20%），鋰離子電池的電壓變化較大（約40%）。對(duì)電池供電的設(shè)備來(lái)說(shuō)，這是嚴(yán)重的缺點(diǎn)，但是由于鋰離子電池放電電壓變化較大，也很容易據(jù)此檢測(cè)電池的剩余電量。
而石墨烯電池是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性，開(kāi)發(fā)出的一種新能源電池。石墨烯已經(jīng)不是什么新鮮概念了，國(guó)內(nèi)外眾專家學(xué)者搞了t很多年，雖然有一些振奮人心的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和成果，然而也僅僅是在實(shí)驗(yàn)室里的理論探究階段，其制造加工、應(yīng)用效能等方面都問(wèn)題重重。因此，石墨烯電池現(xiàn)在還不能滿足量產(chǎn)的條件，因此暫時(shí)無(wú)法取代鋰電池。
電池似乎是電動(dòng)汽車普及的一個(gè)限制因素，電動(dòng)汽車使用的電池又大又重，它們是汽車中最昂貴的部件之一，與汽油動(dòng)力、汽車相比，它們的行駛里程有限。這些電池充電需要很長(zhǎng)時(shí)間，而且速度很慢。為了解決這個(gè)問(wèn)題，許多人都在尋找石墨烯電池作為解決方案。石墨烯電池可以通過(guò)許多不同的方式改進(jìn)現(xiàn)有的電池技術(shù)，比如提高電池的使用壽命和性能。
超級(jí)電容器石墨烯
超級(jí)電容器由兩層石墨烯組成，中間有一個(gè)電解質(zhì)層。這部電影很強(qiáng)大，非常的薄，并且能夠在很短的時(shí)間內(nèi)釋放大量的能量，這是至關(guān)重要的。超級(jí)電容在短時(shí)間內(nèi)提供高功率輸出，這意味著汽車的加速速度和充電時(shí)間僅需幾分鐘，而標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)汽車電池則需要幾個(gè)小時(shí)。
普通電池占據(jù)了大量的空間，而超級(jí)電容膜則可以集成到車輛的多個(gè)區(qū)域，如車身面板、車頂、地板和門。超級(jí)電容器可以為車輛提供所需的能量，同時(shí)使車輛本身更輕。
基于石墨烯的超級(jí)電容薄膜將能夠在幾分鐘內(nèi)完全充電，而不是傳統(tǒng)電池所需要的幾個(gè)小時(shí)。但是，盡管它可能比標(biāo)準(zhǔn)電池更快地充電和釋放能量，但它們目前的能量卻不那么大。這是科學(xué)家們希望通過(guò)進(jìn)一步研究改變的一個(gè)方面。“未來(lái),希望即將開(kāi)發(fā)的超級(jí)電容器存儲(chǔ)更多的能量比鋰電池,同時(shí)保留的能力釋放能量快10倍——這意味著汽車可以完全由超級(jí)電容器的車身。在一次充電之后，這輛車應(yīng)該能跑到500公里(310英里)——類似于汽油動(dòng)力車，是目前電動(dòng)汽車的兩倍多。”
因?yàn)槌?jí)電容器是由石墨烯制成的，一層碳只有一個(gè)原子厚，所以薄膜是一個(gè)更生態(tài)的選擇。此外，由于碳的來(lái)源比傳統(tǒng)電池中的鋰更容易獲得，隨著時(shí)間的推移，它可能會(huì)變得相當(dāng)經(jīng)濟(jì)，而且生產(chǎn)變得更加普遍。鋰離子電池的價(jià)格不能大幅降低，因?yàn)殇嚨膬r(jià)格仍然很高。這項(xiàng)技術(shù)并不依賴于金屬和其他有毒物質(zhì)，所以如果需要處理的話，它是環(huán)保的，石墨烯是熱能和電能的優(yōu)良導(dǎo)體。石墨烯也具有化學(xué)惰性，它的表面積很大，但仍然很靈活，而且非常輕。石墨烯通常被認(rèn)為是可持續(xù)和環(huán)保的，有許多不同的可能應(yīng)用。石墨烯電池是一種由石墨烯制成的新型電池，它是一種蜂窩狀的碳原子薄片。隨著電動(dòng)汽車市場(chǎng)份額的增加，新的電池技術(shù)正在被應(yīng)用，以提高其行駛里程和效率。石墨烯電池是一種可以應(yīng)用于電動(dòng)汽車的新技術(shù)。
