石墨烯應(yīng)用廣泛,石墨烯汽車什么時候能成為現(xiàn)實呢?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-03-06 11:16
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石墨烯電池要走的路還很難很遠,至少在短期內(nèi),很難見到顯著成效。不過現(xiàn)階段是有石墨烯汽車出現(xiàn)的,它已經(jīng)成為了現(xiàn)實。比如2018年年底,LOG9新材料公司推出了一款名為“游俠”(Ranger)汽車,它就搭載了鋁-空氣電池,并在其中使用了石墨烯材料提高電池性能。
據(jù)悉,這款石墨烯增強型電池只需要用戶在每1000kms后更換電池中的鋁,新電池技術(shù)的能量密度更是比普通動力電池提高了10倍之多。又或者特斯拉的老對手Fisker也在去年推出了一款名為FiskerEmotion的石墨烯汽車,采用的是LG提供的石墨烯固態(tài)電池。再例如香港的正道集團,這些年也在極力研發(fā)石墨烯電池,他們推出了正道H600、K550、K750三款石墨烯概念車。但準確來說,我們看到的以上幾款都不能準確定義為石墨烯電池,因為大都只是在負極材料和導(dǎo)電添加劑中添加了石墨烯材料。
雖然石墨烯是人類已知的強度高、韌性好、重量輕、透光率高、導(dǎo)電性佳的新型納米材料,集萬千光芒于一身,但對鋰離子電池來說,石墨烯作為碳基負極材料,是沒有辦法從根本上改變鋰離子電池比能量的數(shù)量級,雖然可以提升電池的整體容量和充電速度,但性能提升效果有限。
除此外,像成本、分散工藝難度高等問題也直接制約著石墨烯電池的發(fā)展。但如果我們把要求放寬些,把石墨烯作為輔助材料,或許才是它的正確發(fā)展之路。
比如石墨烯作為導(dǎo)電添加劑可以解決鈷酸鋰等正極材料高壓實比與電池性能之間的矛盾問題,采用石墨烯導(dǎo)電劑的鈷酸鋰電池容量高出 3%,且具有明顯更好的 2C 倍率放電性能。
而要實現(xiàn)真正意義上的石墨烯電池汽車,還需要很長的路要走,大家都知道,石墨烯2004年通過膠紙黏貼的方法從石墨中提取出來的,如今都過去十幾年了,石墨烯電池都還在實驗室里,并未量產(chǎn)從,即便有一些汽車開始應(yīng)用,這個意義上來說,如果人類的新材料沒有出現(xiàn)重大重大變革,那么石墨烯電池的,商業(yè)化普及就遙遙無期。
不過這個問題其實還是存在變數(shù),因為自從互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),加速發(fā)展以來,很多跨界的科學(xué)技術(shù),互相融合的幾率大大增高,所以科技的發(fā)展呈指數(shù)級發(fā)展。換句話說,只要納米技術(shù)或者新材料、能源等領(lǐng)域有一點點新突破,那么研究石墨烯的科研人員會很快捕捉到。
他們會考慮其是否能夠,使石墨烯的研制成本降低,從而加快石墨烯汽車的研制與推廣??偟膩碚f,這一個趨勢比互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)之前要快得多。 不過,真正實用主義的商業(yè)科技,可能并不局限于一定要采用石墨烯作為智能汽車的電池,很可能將來會出現(xiàn)一種石墨烯的廉價替代品,來取而代之。
當(dāng)然這已經(jīng)是后話。分析石墨烯電池,或許我們該從石墨烯開始解釋。石墨烯是一種由碳原子以特殊方式構(gòu)成的六角形呈蜂巢狀晶格的物質(zhì)。簡單來說,石墨烯就是非常薄的石墨,也就是石墨的單層結(jié)構(gòu)。
不過,在很大程度上,它是一種迥異于石墨的新材料,且具有優(yōu)質(zhì)的光學(xué)、電學(xué)和力學(xué)特性,在材料學(xué)微納米加工以及新能源等方面,有著重要的應(yīng)用前景。也正因為其是目前人們所發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最好的一種新型納米材料,如果未來的智能汽車能夠使用石墨烯電池,那必然可以大大提高充電的速度和效率,相比于鋰電池來說,石墨烯電池是能量密度更加高的一種電池。
但與之帶來的問題卻如同每一個新材料剛被發(fā)現(xiàn)并投入市場是一樣,石墨烯電池的額價格遠遠高于可以商業(yè)推廣的鋰電池。目前的技術(shù)來看,石墨烯電池仍屬于研發(fā)狀態(tài),現(xiàn)唯一能做到的只是在電池中加入一點石墨烯,雖然所獲效果遠低預(yù)期,但從FiskerEmotion上我們也不難看出——充電9分鐘即可行駛200公里的充電效率已比如今的電動車充電銷量高效了很多。












