No campo da eletrônica de consumo, a capacidade da bateria e a velocidade de carregamento sempre foram o tema da eternidade, muitos fabricantes têm o tempo de carregamento e a capacidade da bateria como um truque de produtos. E olha para o mercado mundial de equipamentos eletrônicos, saiu por muitos anos, a bateria de lítio ainda é essa Overlord absoluto no campo, quase todos os smartphones no mercado incorporaram essa bateria, e até mesmo o Boeing 787 'Dreamliner' criou um grande número de baterias de lítio.
No entanto, as grandes deficiências das baterias de lítio em termos de segurança, resistência, poluição ambiental e velocidade de carregamento começaram a limitar severamente o desenvolvimento das principais indústrias de alta tecnologia. Portanto, muitos departamentos de P & D estão voltando sua atenção para a grafite mais avançada (Célula de grafeno) acima, e acredito que esta nova bateria irá substituir completamente o futuro, saiu mais de 26 anos de baterias de lítio.
O que é a bateria de grafeno?
O grafeno é uma película fina planar de células hexagonais de favo de mel com orbital híbrido Sp2 de átomos de carbono, que é um material bidimensional com apenas uma espessura de átomo de carbono. O grafeno é atualmente o nano mais fino mas também o mais difícil do mundo O material, que é quase completamente transparente, absorve apenas 2,3% da luz e também é o material de resistividade mais baixo do mundo.
A chamada bateria de grafeno é o uso de grafeno de íon de lítio na superfície e transporte rápido em grande escala entre as características do eletrodo, desenvolveu uma nova bateria de energia como a condutividade térmica mais fina, mais difícil e mais condutora de um novo tipo O conceito de nanomateriais e grafeno atraiu muita atenção desde a sua introdução em 2004.
No campo da bateria de energia, por exemplo, o grafeno é um material positivo e negativo para a bateria de íon de lítio com boa perspectiva de aplicação, enquanto isso, o peso da bateria de polímero de grafeno é apenas 50% da bateria tradicional e o custo será 77% menor que a bateria de lítio. Ponto de vista, bateria de lítio recarregável com grafeno, que demora em mais de 10 minutos.
Devido às suas propriedades únicas, o grafeno é chamado de "material mágico" e os cientistas até prevêem que "revolucionará o século XXI".
Ideal é lindo
Como todos sabemos, o material mais utilizado no campo dos telefones inteligentes ainda é a bateria de lítio, que foi comercializada pela primeira vez em 1991 e mais tarde tornou-se o padrão de equipamentos eletrônicos. Mas muitas pessoas pensam que esta tecnologia atingiu o limite, na esperança de encontrar fontes alternativas, de modo grafite A tecnologia da bateria Ene entrou na atenção das pessoas.
As notícias atuais mostram que a próxima geração dos modelos Galaxy S9 da Samsung usará uma bateria de grafeno para substituir as baterias de lítio existentes pelo mesmo volume de capacidade de armazenamento de bateria de cerca de 45% de baterias de lítio, mas pode Totalmente carregado em 12 minutos e é altamente estável em ambientes de até 60 graus Celsius, tornando esta bateria de material não ideal para smartphones, mas também para veículos elétricos.
É relatado que, o Instituto Samsung encontrou uma combinação em larga escala do método do grafeno e da sílica para completar a fusão do material conhecido como "bola de grafeno", tem uma estrutura semelhante à da pipoca. Os pesquisadores apontaram que essa tecnologia tanto Melhore a estabilidade da bateria, mas também melhore a condutividade, "melhore a reciclagem do cátodo e a capacidade de carga rápida". Mais importante ainda, sua densidade de energia é próxima de 800Wh / L, do mesmo modo que Tesla usou. Mesmo que a bateria de iões de lítio.
Os analistas externos acreditam que, se a Samsung for a primeira bateria de grafeno bem sucedida do mundo em fabricantes de equipamentos de produção em massa, fará com que as empresas sul-coreanas se tornem, há muito tempo, o único fornecedor de titulares de grafenos ou de patente, E isso é uma grande ajuda para a receita e posição global da empresa.
Entretanto, o conceito de "bateria de grafeno" tem sido repetidamente mencionado no campo de novos veículos de energia e parece ser o avanço da tecnologia de bateria para veículos elétricos atualmente. A tecnologia de bateria de grafeno é chamada de "tecnologia de marco preto" Estenda a quilometragem do carro elétrico, a duração da bateria, reduzindo o tempo de carregamento.
Talvez o mais representativo seja o Fisker EMotion desenvolvido pelo fundador da Fisker, Fisker EMotion, que será alimentado por um novo material de bateria de grafeno durante nove minutos Conduzindo 208 km, a quilometragem máxima atingiu 644 km, a velocidade máxima de 259 km / h. O carro é esperado em 2020, a primeira venda no Reino Unido.
Além disso, a mídia doméstica informou que cientistas da Universidade de Zhejiang usaram recentemente o filme de grafeno como material de cátodo, desenvolveram um novo tipo de bateria de alumínio e grafeno. Essa bateria dura muito tempo, pode ser totalmente carregada em um período de tempo muito curto e em Menos 40 ℃ a 120 ℃ temperatura pode funcionar corretamente.
Além disso, a bateria de alumínio e grafeno desenvolvida possui algumas características inigualáveis de outras baterias atuais, como temperatura baixa a menos 40 ℃, a bateria de alumínio e grafeno ainda pode carregar e descarregar 1000 vezes, alta temperatura para 100 ℃, estável Carregar e descarregar 45000 vezes, mesmo que a célula esteja exposta à chama não dispara ou explosão. Esta ampla faixa de temperatura para o futuro das baterias de iões de alumínio em condições de temperatura extremas constituiu a base.
Além disso, a bateria também possui uma boa flexibilidade, a capacidade ainda pode ser inalterada após 10.000 torções, mostrando o potencial nos dispositivos eletrônicos flexíveis portáteis.
A realidade é muito magro
O mercado de capitais atual tem um enorme espaço de imaginação para baterias de grafeno. No entanto, muitos estudiosos acreditam que as baterias de grafeno são difíceis de alcançar em muitos aspectos no presente. Portanto, ainda é um produto gerado por laboratório que ainda está no futuro previsível.
Liu Guanwei, engenheiro sênior do Instituto de Pesquisa de Metal Nonferrous de Pequim e médico da Universidade de Tsinghua, disse em entrevista ao Daily Economic News: Primeiro, como definir uma bateria de grafeno é diferente: adicionar um material de grafeno a um material de eletrodo é definido como uma bateria de grafeno Há informações enganosas sobre a bateria de grafeno. É limitado a uma série de relatórios de pele, mesmo a estrutura da bateria e o diagrama do mecanismo de reação não são, mas também a falta de densidade específica de energia, tensão, vida útil do ciclo e outros parâmetros técnicos específicos. Para a indústria da bateria, Sem essa informação, a cobertura das notícias reportadas carece da credibilidade mais básica e a possibilidade de exagero falso é extremamente alta ".
Li Yongfeng, professor da China University of Petroleum, também teve o mesmo ceticismo. Ele acredita que o gráfico atual na bateria, principalmente em combinação com silício dentro da bateria para substituir a grafite original, o que pode melhorar a capacidade total da bateria e a velocidade de carregamento, mas o desempenho Melhorar o efeito é limitado, a atualização subversiva de rumores online não é realista. Além disso, existem informações sobre características de superfície de grafeno mencionadas de uma grande influência pelo estado químico, a estabilidade do lote, a vida do ciclo e outras questões são mais difíceis de atender à meticulosa produção de baterias de lítio Pedido.
O relatório da CSC também mostra que ainda é desconhecido quando os produtos de grafeno com propriedades excelentes podem ser retirados do laboratório. Por exemplo, quando o grafeno é usado como filme transparente condutor, há um gargalo na preparação de produtos industriais para que a grafite A baixa condutividade do óleo bruto de olefinas não pode ser reproduzida devido ao grafeno de camada única sem intervalo de banda, o circuito lógico não pode atingir a função de comutação de transistor necessária, um aumento substancial da complexidade do processo, de modo que seu uso generalizado no campo da microeletrônica ainda está por ser .
É verdade que o grafeno é considerado um dos materiais mais promissores no futuro, mas, por enquanto, a composição da espuma é maior do que seu valor prático. Existem muitos fatores que impedem a popularidade deste material, mas a produção em massa eo custo são os mais importantes A popularidade das baterias de grafeno para substituir completamente a bateria de lítio no curto prazo ainda pode ter um longo caminho a percorrer.
