鋰電池通過電解質(zhì)供電的局面終將結(jié)束？或?qū)⒁l(fā)一場(chǎng)新興革命
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-21 10:41
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最近一項(xiàng)來自日本的最新研究結(jié)果似乎將有可能結(jié)束鋰電池通過電解質(zhì)供電的這一漫長(zhǎng)局面。根據(jù)東京大學(xué)工學(xué)院與日本國(guó)家材料科學(xué)研究院的聯(lián)合最新成果顯示，他們發(fā)現(xiàn)了一種全新的電解液可以讓鋰電池?fù)碛谐叩姆磻?yīng)性和抗降解性能，而經(jīng)過進(jìn)一步發(fā)展之后，這種新技術(shù)可能會(huì)將當(dāng)前鋰電池的整體性能大幅提升。
通常來說，電解液的高濃度和抗降解能力決定了電解質(zhì)的最終濃度。然而，日本研究人員發(fā)現(xiàn)的這種加入混合溶劑的方法可以讓電解質(zhì)濃度成為目前鋰電池技術(shù)的四倍，而這種被融入鋰電池電解質(zhì)中的溶劑的主要成分將會(huì)以碳酸亞乙酯為主。
全新的混合溶液可以通過物理方法讓鋰離子電池的充電速度更快，并且在單位時(shí)間內(nèi)提供更多的電量。具體地說，這新新研究可以讓鋰電池的充電時(shí)間比現(xiàn)在提高300%，而且基本上保持了鋰電池3v至5v的額定電壓。
全球第三條100噸石墨烯生產(chǎn)線將于5月底在我省投產(chǎn)，或?qū)⒁l(fā)電動(dòng)汽車領(lǐng)域一場(chǎng)革命
或許有一天，你會(huì)把觸屏平板電腦三折兩疊塞進(jìn)口袋；用幾秒鐘將手機(jī)充滿電，用上半個(gè)月不用再充；乘坐超輕型飛機(jī)，駕駛輕型汽車，甚至登上人類夢(mèng)想的上萬英里的太空電梯……
所有這些美妙夢(mèng)想，都來源于一種特殊材料——石墨烯。
“石墨烯是一種以石墨為原料的納米材料，它是迄今為止世界上已知材料中最輕、最薄、最硬的韌性材料，具有高導(dǎo)電、高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱、高比表面積等特點(diǎn)。”4月2日，長(zhǎng)期關(guān)注石墨烯發(fā)展的唐山建華實(shí)業(yè)集團(tuán)總裁孟英表示，這種超凡的新材料必將在電動(dòng)汽車、電子信息等多個(gè)領(lǐng)域帶來革命性變革，有望成為下一個(gè)萬億級(jí)的產(chǎn)業(yè)。
“我們率先研發(fā)出一種新的石墨烯制備方法，適用于低成本大批量規(guī)模生產(chǎn)。”自去年年底，建華實(shí)業(yè)在我省投產(chǎn)首條年產(chǎn)50萬克石墨烯生產(chǎn)線之后，目前一條年產(chǎn)100噸的生產(chǎn)線正在緊張組裝中，將于5月底正式投產(chǎn)。對(duì)于這一令人期待的石墨烯量產(chǎn)技術(shù)新突破，孟英感到，它將為新型工業(yè)化發(fā)展帶來巨大空間。
5小時(shí)到30分鐘的顛覆
破解鋰電池充電瓶頸，掀起電動(dòng)汽車領(lǐng)域革命
充電僅需5小時(shí)便可行駛500公里，今年年初，特拉斯在國(guó)內(nèi)的上市可謂是“冬天里的一把火”，掀起電動(dòng)汽車領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。
雖然電池技術(shù)向前邁出一大步，但仍存在跑上一會(huì)兒需要停下來充5小時(shí)電的尷尬，充電時(shí)間長(zhǎng)依然是鋰電池難以逾越的鴻溝。被視為汽車未來發(fā)展方向的電動(dòng)汽車，因?yàn)闊o法解決這道瓶頸難題，多年來一直在推廣道路上舉步不前。
“這扇大門，將由石墨烯開啟。”和很多業(yè)內(nèi)專家一樣，孟英非?？春檬┰谀茉搭I(lǐng)域的應(yīng)用，公司的科研團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行石墨烯基超級(jí)電容和電池的研發(fā)。石墨烯電池一旦問世，有望將電池容量增加1.5倍，充電時(shí)間縮短至幾十分鐘。使用石墨烯基超級(jí)電容替代電池，充放電時(shí)間最短甚至可以達(dá)到幾秒鐘。
“這也就意味著，以后給電動(dòng)汽車充電比加油時(shí)間還短，這將為電動(dòng)汽車領(lǐng)域帶來一場(chǎng)顛覆性革命。”孟英表示，目前他們正在布局石墨烯基電容電池生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)將于今年12月底正式投產(chǎn)。
在唐山建華實(shí)業(yè)集團(tuán)生產(chǎn)基地，記者領(lǐng)略了石墨烯的“神奇”——雖然與石墨同出一源，卻與我們平時(shí)所見的鉛筆芯相差甚遠(yuǎn)，石墨烯微片更像是棉花一樣的黑色絮狀物，它薄如蟬翼、輕若鴻毛，僅僅180克就能盛滿一個(gè)容量50升的白色塑料桶。
孟英解釋說，石墨烯電池之所以充放電速度快、儲(chǔ)能大，就是利用了石墨烯材料的高比表面積、高導(dǎo)電特性，石墨烯材料的導(dǎo)電性能是銅的10至100倍。傳統(tǒng)鋰電池如果快速充放電，必然導(dǎo)致電流增大，而電流過大會(huì)引起電池發(fā)熱而縮短使用壽命，甚至引發(fā)爆炸。利用石墨烯的特性將其添加到鋰電池的正負(fù)極材料中，有望解決這一弊端。
孟英解釋說，鋰電池的工作過程，就是鋰離子從正極到負(fù)極往返擺動(dòng)的過程。把石墨烯添加到正極材料中，可以提高正極材料的導(dǎo)電能力，增加電池的放電倍率，加快電池的充放電速度。把石墨烯添加到負(fù)極材料中，則可以提高容納鋰離子的能力，增加儲(chǔ)電容量。
“石墨烯的轟動(dòng)，是因?yàn)樗鼊?chuàng)造了諸多紀(jì)錄，石墨烯一系列神秘的特殊性讓人們對(duì)它的應(yīng)用充滿幻想。”孟英這樣描述，石墨烯還是世上最薄、強(qiáng)度最高的材料，它只有0.34納米厚，二十萬層石墨烯疊加起來的厚度大概等于一根頭發(fā)絲的直徑。它比鉆石還堅(jiān)硬，強(qiáng)度比世界上最好的鋼材還要高上100倍。該材料幾乎完全透光，透光率在97%以上，有望被用于制造新一代高性能電子學(xué)器件。
通常來說，電解液的高濃度和抗降解能力決定了電解質(zhì)的最終濃度。然而，日本研究人員發(fā)現(xiàn)的這種加入混合溶劑的方法可以讓電解質(zhì)濃度成為目前鋰電池技術(shù)的四倍，而這種被融入鋰電池電解質(zhì)中的溶劑的主要成分將會(huì)以碳酸亞乙酯為主。
全新的混合溶液可以通過物理方法讓鋰離子電池的充電速度更快，并且在單位時(shí)間內(nèi)提供更多的電量。具體地說，這新新研究可以讓鋰電池的充電時(shí)間比現(xiàn)在提高300%，而且基本上保持了鋰電池3v至5v的額定電壓。
全球第三條100噸石墨烯生產(chǎn)線將于5月底在我省投產(chǎn)，或?qū)⒁l(fā)電動(dòng)汽車領(lǐng)域一場(chǎng)革命
或許有一天，你會(huì)把觸屏平板電腦三折兩疊塞進(jìn)口袋；用幾秒鐘將手機(jī)充滿電，用上半個(gè)月不用再充；乘坐超輕型飛機(jī)，駕駛輕型汽車，甚至登上人類夢(mèng)想的上萬英里的太空電梯……
所有這些美妙夢(mèng)想，都來源于一種特殊材料——石墨烯。
“石墨烯是一種以石墨為原料的納米材料，它是迄今為止世界上已知材料中最輕、最薄、最硬的韌性材料，具有高導(dǎo)電、高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱、高比表面積等特點(diǎn)。”4月2日，長(zhǎng)期關(guān)注石墨烯發(fā)展的唐山建華實(shí)業(yè)集團(tuán)總裁孟英表示，這種超凡的新材料必將在電動(dòng)汽車、電子信息等多個(gè)領(lǐng)域帶來革命性變革，有望成為下一個(gè)萬億級(jí)的產(chǎn)業(yè)。
“我們率先研發(fā)出一種新的石墨烯制備方法，適用于低成本大批量規(guī)模生產(chǎn)。”自去年年底，建華實(shí)業(yè)在我省投產(chǎn)首條年產(chǎn)50萬克石墨烯生產(chǎn)線之后，目前一條年產(chǎn)100噸的生產(chǎn)線正在緊張組裝中，將于5月底正式投產(chǎn)。對(duì)于這一令人期待的石墨烯量產(chǎn)技術(shù)新突破，孟英感到，它將為新型工業(yè)化發(fā)展帶來巨大空間。
5小時(shí)到30分鐘的顛覆
破解鋰電池充電瓶頸，掀起電動(dòng)汽車領(lǐng)域革命
充電僅需5小時(shí)便可行駛500公里，今年年初，特拉斯在國(guó)內(nèi)的上市可謂是“冬天里的一把火”，掀起電動(dòng)汽車領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。
雖然電池技術(shù)向前邁出一大步，但仍存在跑上一會(huì)兒需要停下來充5小時(shí)電的尷尬，充電時(shí)間長(zhǎng)依然是鋰電池難以逾越的鴻溝。被視為汽車未來發(fā)展方向的電動(dòng)汽車，因?yàn)闊o法解決這道瓶頸難題，多年來一直在推廣道路上舉步不前。
“這扇大門，將由石墨烯開啟。”和很多業(yè)內(nèi)專家一樣，孟英非?？春檬┰谀茉搭I(lǐng)域的應(yīng)用，公司的科研團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行石墨烯基超級(jí)電容和電池的研發(fā)。石墨烯電池一旦問世，有望將電池容量增加1.5倍，充電時(shí)間縮短至幾十分鐘。使用石墨烯基超級(jí)電容替代電池，充放電時(shí)間最短甚至可以達(dá)到幾秒鐘。
“這也就意味著，以后給電動(dòng)汽車充電比加油時(shí)間還短，這將為電動(dòng)汽車領(lǐng)域帶來一場(chǎng)顛覆性革命。”孟英表示，目前他們正在布局石墨烯基電容電池生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)將于今年12月底正式投產(chǎn)。
在唐山建華實(shí)業(yè)集團(tuán)生產(chǎn)基地，記者領(lǐng)略了石墨烯的“神奇”——雖然與石墨同出一源，卻與我們平時(shí)所見的鉛筆芯相差甚遠(yuǎn)，石墨烯微片更像是棉花一樣的黑色絮狀物，它薄如蟬翼、輕若鴻毛，僅僅180克就能盛滿一個(gè)容量50升的白色塑料桶。
孟英解釋說，石墨烯電池之所以充放電速度快、儲(chǔ)能大，就是利用了石墨烯材料的高比表面積、高導(dǎo)電特性，石墨烯材料的導(dǎo)電性能是銅的10至100倍。傳統(tǒng)鋰電池如果快速充放電，必然導(dǎo)致電流增大，而電流過大會(huì)引起電池發(fā)熱而縮短使用壽命，甚至引發(fā)爆炸。利用石墨烯的特性將其添加到鋰電池的正負(fù)極材料中，有望解決這一弊端。
孟英解釋說，鋰電池的工作過程，就是鋰離子從正極到負(fù)極往返擺動(dòng)的過程。把石墨烯添加到正極材料中，可以提高正極材料的導(dǎo)電能力，增加電池的放電倍率，加快電池的充放電速度。把石墨烯添加到負(fù)極材料中，則可以提高容納鋰離子的能力，增加儲(chǔ)電容量。
“石墨烯的轟動(dòng)，是因?yàn)樗鼊?chuàng)造了諸多紀(jì)錄，石墨烯一系列神秘的特殊性讓人們對(duì)它的應(yīng)用充滿幻想。”孟英這樣描述，石墨烯還是世上最薄、強(qiáng)度最高的材料，它只有0.34納米厚，二十萬層石墨烯疊加起來的厚度大概等于一根頭發(fā)絲的直徑。它比鉆石還堅(jiān)硬，強(qiáng)度比世界上最好的鋼材還要高上100倍。該材料幾乎完全透光，透光率在97%以上，有望被用于制造新一代高性能電子學(xué)器件。
