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充电十分钟,续航三百公里,石墨烯电池能让新能源汽车如此神奇_车自
发布时间:2021-01-08 11:49:46浏览次数:
      近年来,新能源汽车成为了汽车市场上热门的消费品。但新能源汽车也有一个很大的缺点就是续航问题和充电问题,这两点也造成了新能源汽车销售局限性。近期,某电动车厂商采用石墨烯电池的消息受到广泛关注,或将打破新能源汽车的续航的局限性。
近年来“石墨烯”一直被炒得很火,化妆品、内衣等产品层出不穷。如今又被新能源汽车所开发,充电八分钟可以续航300公里,石墨烯电池究竟为何发此神奇?
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       石墨烯是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。
       新能源汽车主要应用电池发电,石墨烯可以与硅基材料搭配应用在电池负极材料上,可以大幅度提升电池负析材料的容量,将大于现行使用普通石墨钢板材料的几倍。在电池的充放电过程中,,正极放出多少锂原子,负极就要装下多少锂原子,放电过程则与之相反,单位质量正负极材料能够容纳的锂原子/离子数量就是比容量。
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       现行大多数新能源汽车所使用的是三元锂电池,其正极材料比容量最高只能做到200mAh/g左右,从NCM523电池到NCM811电池,镍含量不断提高,就是为了提升正极材料的比容量;锂电池负极材料则一般采用石墨,比容量的理论上限在 370mAh/g左右。
       这样看,负极材料的比容量比较富裕,如果把负极材料的比容量拼命提高,就可以减少负极材料的总量,把剩下来的空间全部用来塞正极材料。这意味着,一台新能源汽车续航里程几乎能达到1000km了。
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       石墨烯最大的优势是具有超高的导热性与导电性,这里有两个知识点,石墨烯是目前已知材料中,导热性能最好的材料(5000W/mK),同时也是电阻率最低的材料 (10^(-6)Ω·cm)。三元锂电池非常怕热,在温度达到200℃后,正极材料就会发生崩解而引发热失控甚至起火;磷酸铁锂电池怕冷,温度降低正极材料析锂能力下降明显,冬季续航腰斩让车主崩溃。面对这些问题,石墨烯不愧为一剂良药。
       2020年年中,国内有汽车厂商披露了该公司在石墨烯电池研发方面的进展工作,并计划于年底完成石墨烯电池实车量产测试,使用石墨烯技术的电池将能在8分钟充满80%电量,并可实现充电十分钟、续航三百公里。
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       早在2018年,美国Fisker公司曾发布了一台名为Fisker-EMotion的电动车,并称其电池采用了石墨烯技术,9分钟内可获得160公里的续航里程,然而这款车现在已经没有后续消息了。石墨烯运用最大的瓶颈是价格因素。现在广泛采用的负极材料“石墨”的单价在5000元/吨,而高品质的石墨烯的单价却是5000元/克。
       作为一种新材料,石墨烯凭借出色的材料特性,一直占据着高光,却不幸被一些行业抓来当做了噱头,目前电池行业内部对于何为石墨烯电池尚未有明确的定论,毕竟,现阶段石墨烯仅仅是作为一种辅助材料运用于电池中,要是仅仅为了营销噱头拼命把产品和石墨烯联系到一起,那其实是对技术研发的亵渎。

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