في مجال الالكترونيات الاستهلاكية، قدرة البطارية وسرعة التهمة هي دائما موضوع الخالدة، العديد من الشركات تعتبر في الوقت التهمة وقدرة البطارية كمنتج وسيلة للتحايل. وعند النظر إلى السوق العالمية والالكترونيات، وكانت موجودة منذ سنوات عديدة بطارية الليثيوم لا يزال سيادة مطلقة في هذا المجال، قد بنيت في الهواتف الذكية في السوق تقريبا كل بطارية، وحتى 787 بوينغ "دريملاينر" قد بنيت على عدد كبير من بطاريات الليثيوم.
ومع ذلك، فإن أوجه القصور الضخمة في بطاريات الليثيوم من حيث السلامة والتحمل والتلوث البيئي وسرعة الشحن قد بدأت تحد بشدة من تطوير الصناعات ذات التقنية العالية الكبرى، لذلك العديد من الإدارات R & D وتحول انتباههم إلى الجرافيت أكثر تقدما (خلية الجرافين) أعلاه، ونعتقد أن هذه البطارية الجديدة سوف تحل تماما قد حان المستقبل أكثر من 26 عاما من بطاريات الليثيوم.
ما هي بطارية الجرافين؟
الجرافين (الجرافين) هو فيلم مستو تضم ذرات الكربون المدارات الهجينة SP2 سداسية الشكل العسل شعرية، سوى سمك المواد ثنائية الأبعاد من ذرات الكربون. الجرافين هو حاليا في العالم ولكن أيضا الأكثر نحافة نانو الصعب المواد، وهو تقريبا شفافة تماما، يمتص فقط 2.3٪ من الضوء و هو أيضا أدنى مقاومة المواد في العالم.
دعا الخصائص بطارية الجرافين من الليثيوم أيون باستخدام عدد كبير من مكوكية سريعة بين السطح والقطب الجرافين، وتطوير بطارية الطاقة الجديدة وأنحف، أصعب وأقوى الحرارية خصائص التوصيل من رواية وقد لفت مفهوم المواد النانوية والجرافين اهتماما كبيرا منذ إدخاله في عام 2004.
في مجال طاقة البطارية، على سبيل المثال، الجرافين هو مادة إيجابية وسلبية للبطارية ليثيوم أيون مع احتمال تطبيق جيد، وفي الوقت نفسه، فإن وزن بطارية بوليمر الجرافين هو فقط 50٪ من البطارية التقليدية، وسوف تكون التكلفة أقل بنسبة 77٪ من بطارية ليثيوم. وجهة نظر، الجرافين بطارية ليثيوم قابلة للشحن، تستغرق وقتا طويلا لا يزيد عن 10 دقيقة.
نظرا لخصائص فريدة من نوعها، ويسمى الجرافين "المواد السحرية" والعلماء حتى التنبؤ أنه سوف "ثورة القرن ال 21".
مثالية جميلة
كما نعلم جميعا، حاليا الأكثر استخداما الذكية المواد بطارية الهاتف لا يزال بطارية ليثيوم، كانت بطارية ليثيوم أول المتاحة تجاريا في عام 1991 وبعد ذلك أصبحت الأجهزة الإلكترونية القياسية، ولكن الكثير من الناس يعتقدون أن هذه التكنولوجيا قد وصلت الحد الأقصى لها، وتبحث عن مصادر بديلة، لذلك الجرافيت تكنولوجيا اون خلية لدخول انتباه الناس.
وتظهر الأخبار الحالية أن الجيل القادم من الرائد سامسونج نماذج غالاكسي S9 سوف تستخدم بطارية الجرافين لتحل محل بطاريات الليثيوم الموجودة في نفس الحجم من سعة تخزين البطارية من حوالي 45٪ من بطاريات الليثيوم، ولكن يمكن مشحونة بالكامل في 12 دقيقة ومستقرة للغاية في بيئات تصل إلى 60 درجة مئوية، مما يجعل هذه البطارية المادية مثالية ليس فقط للهواتف الذكية ولكن أيضا للسيارات الكهربائية.
ويذكر أن معهد سامسونج وجدت مجموعة واسعة النطاق من الجرافين وطريقة السيليكا لاستكمال الانصهار من المواد المعروفة باسم "الكرة الجرافين" لديه بنية مثل الفشار.وأشار الباحثون إلى أن هذه التكنولوجيا على حد سواء تحسين استقرار البطارية، ولكن أيضا تحسين الموصلية، "تحسن كثيرا من إعادة التدوير الكاثود وسرعة شحن القدرات" الأهم من ذلك، كثافة الطاقة على مقربة من 800Wh / L، عن نفس تسلا المستخدمة نفس بطارية ليثيوم أيون.
ويعتقد المحللون الخارجيون أنه إذا سامسونج هي أول بطارية الجرافين ناجحة في العالم إلى الشركات المصنعة للمعدات الإنتاج الضخم، وسوف تجعل الشركات الكورية الجنوبية لفترة طويلة تصبح المورد الوحيد من الجرافين أو أصحاب براءات الاختراع، وهذا هو مساعدة كبيرة لإيرادات الشركة والموقف العالمي.
في هذه الأثناء، وقد تم ذكر مفهوم "بطارية الجرافين" مرارا وتكرارا في مجال سيارات الطاقة الجديدة ويبدو أن اختراق تكنولوجيا البطارية للسيارات الكهربائية في الوقت الحاضر وتسمى تكنولوجيا بطارية الجرافين "معلما التكنولوجيا السوداء" تمديد الأميال السيارة الكهربائية، وعمر البطارية، مع الحد من الوقت الشحن.
ولعل الأكثر تمثيلا لهذه هي فيسكر إموتيون التي وضعتها فيسكر إيموتيون مؤسس فيسكر، والتي سوف تكون مدعوم من مادة بطارية الجرافين جديدة لمدة تسع دقائق القيادة 208 كم، وصلت المسافة المقطوعة القصوى 644 كم، وأقصى سرعة 259 كم / ساعة.ومن المتوقع أن السيارة في عام 2020، أول عملية بيع في المملكة المتحدة.
وبالإضافة إلى ذلك، ذكرت وسائل الاعلام المحلية أن العلماء في جامعة تشجيانغ استخدمت مؤخرا غشاء الجرافين كمادة الكاثود، وضعت نوع جديد من الألومنيوم - بطارية الجرافين، وهذا عمر البطارية طويل للغاية، ويمكن أن تكون مشحونة بالكامل في فترة قصيرة جدا من الزمن، وعلى ناقص 40 ℃ إلى 120 ℃ نطاق درجة الحرارة يمكن أن تعمل بشكل صحيح.
وعلاوة على ذلك، فإن بطارية الألومنيوم الجرافين المتقدمة لديها بعض الخصائص لا مثيل لها من البطاريات الحالية الأخرى، مثل انخفاض درجة الحرارة إلى ناقص 40 ℃، يمكن أن بطارية الألومنيوم الجرافين لا تزال تهمة وتصريف مستقرة 1000 مرة؛ ارتفاع في درجة الحرارة إلى 100 ℃، مستقرة تهمة والتفريغ 45000 مرات، حتى لو تعرضت الخلية لهب لن النار أو الانفجار.هذا نطاق درجة الحرارة واسعة لمستقبل بطاريات الألومنيوم أيون في ظل ظروف درجة الحرارة القصوى وضعت الأساس.
وبالإضافة إلى ذلك، فإن البطارية لديها أيضا مرونة جيدة، والقدرة لا يزال من دون تغيير بعد 10،000 الملكات، والتي تبين إمكانات في الأجهزة الإلكترونية المرنة يمكن ارتداؤها.
الواقع هو نحيف جدا
سوق رأس المال الحالي لديه مساحة خيالية ضخمة لبطاريات الجرافين، ومع ذلك، يعتقد العديد من العلماء أن بطاريات الجرافين يصعب تحقيقها في العديد من الجوانب في الوقت الحاضر، ولذلك فإنه لا يزال المنتج المختبرية التي لا تزال في المستقبل المنظور.
كبير المهندسين وقال معهد بحوث المعادن غير الحديدية بكين جامعة تشينغهوا الدكتور Liuguan وي "ايكونوميك ديلى نيوز" مقابلة ان "تحديد أولا كيف الجرافين البطارية على الاختلافات: يتم تعريف أضاف مادة الجرافين مادة القطب كما بطارية الجرافين مضللا. أخبار حول بطاريات الجرافين تقتصر على بعض التقارير سطحية، حتى التخطيطي هيكل ورد فعل آلية البطارية ليست كذلك، ولكنها تفتقر أيضا من كثافة محددة الطاقة والجهد، ودورة الحياة وغيرها من المعايير الفنية المحددة لصناعة البطاريات، و بدون هذه المعلومات، والتقارير الإخبارية من عدم مصداقية الأساسية، وإمكانية الضجيج كاذبة هائلة ".
وقال أستاذ الجامعة الصينية شي انت لي يونغ فنغ الذين شككوا نفس الموقف وأن تطبيق الجرافين على البطارية، وذلك أساسا السيليكون وجنبا إلى جنب في داخل البطارية الجرافيت القطب السالب بدلا من الأصلي، حتى تتمكن من تحسين قدرة البطارية وتهمة سرعة الإنجاز، ولكن الأداء لتعزيز تأثير محدود، والشائعات الإنترنت رفع تخريبية غير واقعي. بالإضافة إلى ذلك، هناك ذكر أيضا في هذه الصناعة، وخصائص سطح الجرافين من نفوذ الدولة الكيميائية عظيم والاستقرار دفعة، ودورة حياة مشاكل أكثر صعوبة في تلبية إنتاج مفصل من بطاريات الليثيوم المتطلبات.
ويبين تقرير كسك أيضا أنه لا يزال من غير المعروف عندما منتجات الجرافين مع خصائص ممتازة يمكن الخروج من المختبر.على سبيل المثال، عندما يتم استخدام الجرافين كما فيلم موصل شفافة، وهناك عنق الزجاجة في إعداد المنتجات الصناعية بحيث الجرافيت الموصلية منخفضة من النفط الخام الأولفين لا يمكن أن تلعب بسبب الجرافين طبقة واحدة دون فجوة الفرقة، ودائرة المنطق لا يمكن تحقيق وظيفة التبديل الترانزستور اللازمة، زيادة كبيرة في تعقيد العملية، لذلك استخدامه على نطاق واسع في مجال الالكترونيات الدقيقة لم يتم بعد أن يكون .
صحيح أن الجرافين يعتبر واحدا من أكثر المواد الواعدة في المستقبل، ولكن في الوقت الحاضر، تكوين الرغوة أكبر من قيمته العملية، وهناك العديد من العوامل التي تعوق شعبية هذه المواد، ولكن الإنتاج الضخم والتكلفة هي الأكثر أهمية شعبية البطاريات الجرافين من أجل استبدال تماما بطارية ليثيوم على المدى القصير قد لا يزال أمامها طريق طويل لنقطعه.
