전동차에 그라핀 배터리를 장착하면 충전 속도가 정말 빨라질까요?

그라핀은 연구원들과 주요 언론들에 의해' 신소재의 왕' 으로 불린다. 강도가 높고, 인성이 좋고, 무게가 가벼우며, 투과율이 높고, 전도성이 좋은 신형 나노 소재다.

그래핀 폴리머 배터리는 수많은 빛을 한데 모아 에너지보다 높고 충전 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있으며, 이것이 바로 오늘날 전동차의 통증이기도 하다. 예를 들어 일찍이 20 15 에서 화웨이와트 연구소는 일본 제 56 회 일본 배터리 대회에서 빠른 충전 기술을 발표했다. 이 3000mAh 그래핀 배터리는 단 5 분 만에 최대 48% 의 전력을 얻을 수 있다.

더구나 일찍이 20 14 년 동안 스페인 그라핀 나노 회사는 스페인 코르도바 대학과 협력하여 최초의 그래핀 폴리머 배터리를 개발했다.

그들에 따르면, 이 배터리는 많은 장점을 가지고 있습니다.

1. 그라핀 배터리 1 개는 에너지보다 600wh/kg 를 초과하여 당시 시중에서 가장 좋은 제품의 3 배에 달하는 저장 용량을 가지고 있습니다. 이런 표현은 오늘날 압연할 수 있다 (예: 비아디인산 철리튬 배터리의 단일 에너지 밀도는 150~ 160Wh/kg, 테슬라의 최신 2 1700 배터리 시스템의 에너지 밀도는 300 Wh)

2. 1 회 항속 마일리지는 최대1000km 까지 올라갈 수 있습니다.

3. 1 회 항속 마일리지는 최대1000km 까지 올라갈 수 있습니다.

1 회 충전은 8 분 밖에 걸리지 않습니다.

5. 서비스 수명은 전통적인 수소화 배터리의 4 배, 리튬 배터리의 2 배입니다.

무게는 전통적인 배터리의 절반에 불과합니다.

7. 그래핀 나노회사는 이 배터리의 비용이 리튬 배터리보다 77% 낮다고 밝혔다.

연구실의 관점에서 볼 때, 그라핀 배터리는' 돈벌이 도구' 또는' 제지 도구' 라고도 불리기 때문에 이 수치들은 의심할 여지가 없다. 네가 대학에 가 보면 알 수 있다고 믿지 않는다. 이 물건을 연구하면 문장 발표가 쉽지만 실용단계에 이르면 기본적으로 벙어리가 된다.

이것이 의도적으로 그라 핀 배터리를 과소 평가했는지 확인하는 것은 간단합니다. 예를 들어, 지금으로부터 4 년이 지났는데, 그라핀 나노미터는 더 이상 우리의 시야에 나타나지 않았다.

공식 홈페이지를 보면 최근 소식은 기본적으로 국가급 회의나 그라핀의 다른 제품 (예: 치과 제품) 에 참여하는 것이다. 전기자동차 시장이 넓은 상황에서 의료용품에서 돈을 벌지 마라, 우리가 미쳤거나, 우리가 그들의 제품을 과대평가하고 있다.

사실 현재 시중에서 주장하는' 그라핀 배터리' 는 부정확한 개념이다. 정확히 말하자면, 기본적으로 리튬 배터리의 성능을 향상시키기 위해 재료에 약간의 그라핀을 첨가하는 것입니다. 이를 그래핀 기반 리튬 이온 배터리라고 할 수 있습니다.

리튬 이온 배터리의 경우, 그라핀은 탄소 기반 음극 재료로서 리튬 이온 배터리의 에너지 비율을 근본적으로 바꿀 수 없습니다.

배터리 음극에서 원래의 흑연을 교체하면 배터리의 전체 용량과 충전 속도가 향상되지만 성능 향상은 제한적이며 위에서 언급한 것만큼 강하지 않습니다.

물론, 이것이 그라핀 배터리 출시를 방해하는 주된 원인은 아니다. 대규모 생산난의 주요 원인은 내부적이다.

1. 전그래핀 배터리는 매우 비싸고 제조가 어려워서 양산이 거의 불가능합니다. 현재 발표된 놀라운 데이터 중 일부는 기본적으로 고순도 그라핀 배터리에서 나온 것으로 개념 단계나 실험실에만 나타납니다.

2. 리튬 배터리에서' 그라핀 배터리 도핑' 의 역할은 전도제나 전극이 리튬 물질을 내장하는 것이지만, 기존의 전도성 탄소와 흑연의 저비용에 비해 성능 향상이 제조업체를 유치하기에 충분하지 않다.

3. 그래핀 소재 자체는 고비비 표면적 등의 특성을 가지고 있어 현재 리튬 이온 배터리 업계의 기술체계와 호환되지 않습니다.

4. 또한 다른 재질의 영향 (예: 실리콘이 음극으로 더 높은 이론적 용량을 가짐) 및 분산 프로세스의 어려움으로 리튬 배터리에서의 적용이 제한됩니다.

결론적으로, 우선, 그라핀 배터리는 중장기 동안 리튬 배터리를 대체하는 것이 거의 불가능하다는 점에 유의해야 한다. "그라핀 리튬 이온 배터리가 섞여 있다" 는 응용 전망은 어느 정도 있지만, 작용이 크지 않아 현재의 구도를 뒤흔들 수 없다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 리튬, 리튬, 리튬, 리튬, 리튬, 리튬)

와트 연구소의 수석 과학자 이양성은 그라핀 리튬 배터리 기술이 주로 세 가지 문제를 해결한다고 말했다.

첫째, 전해질에 특수 첨가제를 넣어 고온에서 분해되는 것을 방지한다.

둘째, 큰 단결정 삼원 재료를 양극으로 사용하여 열 안정성을 향상시킵니다.

셋째, 그라 핀의 첨가는 효율적인 냉각을 달성합니다.

그래핀 값 비싸고 양산할 수 없는 것 외에 현재 신소재 시장에서 대체품을 찾을 수 있을까요?

연구에 따르면 인산 플루토늄 (ZrP) 은 무기층 화합물로 양성자 전도성이 우수하며 우수한 보수재료이기도 하다. 최근 몇 년 동안 ZrP 를 Nafion 에 섞어서 양성자 교환 복합막을 제조하고 ZrP 가 막의 보수성과 배터리 성능을 향상시켰다는 보도가 나왔다. 그러나 ZrP 는 양성자 도체로서 양성자 교환막 분야에만 단독으로 사용할 수 없으므로 비용이 낮고 성능이 좋은 중합체를 유기 기질로 선택하고 무기 ZrP 입자를 유기 중합체에 고정시키는 것이 유기-무기 복합막 재료를 준비하는 효과적인 방법이다. 비브롬계 중합체에서 폴리이 미드 (PI) 는 열 안정성, 내화학성 및 기계적 안정성, 저비용 및 양호한 필름 형성성으로 인해 ZrP 캐리어에 적합한 선택이 됩니다.

막 성능 연구에 따르면 ZrP 의 도핑은 복합막의 열 안정성과 보수성을 높인다. PI/ZRP 양성자 교환 복합막은 낮은 팽창도를 유지할 수 있으며, PL/20% ZRP 복합막의 수분 함량과 팽창도는 각각 39% 와 3.9% 입니다. PI/ZrP 양성자 교환 복합막의 양성자 전도율은 ZrP 도핑량이 증가함에 따라 증가한다. PI/ZRP 양성자 교환 복합막은 90 C 에서 안정적인 양성자 전송 채널을 제공할 수 있습니다. C. 상대 습도가 100% 인 환경에서 PI/20% ZRP 복합 막의 양성자 전도도는 3.6 1× 10-? Cm 부인? 。

인산 텅스텐은 양성자 교환막 연료 전지에 자리를 잡을 수 있기 때문에 리튬 이온 배터리 분야에 초강력 응용이 있을 수밖에 없다. 이 기술이 성숙되면 인산 텅스텐은 양산, 비용 조절이 가능한 신소재로서, 반드시 그라핀의 유류 문제를 해결하고 배터리 업계의 발전을 촉진할 것이다!