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石墨烯应用广泛,石墨烯汽车什么时候能成为现实呢?

来源:宝鄂实业    2019-03-06 11:16    点击量:
石墨烯电池要走的路还很难很远,至少在短期内,很难见到显著成效。不过现阶段是有石墨烯汽车出现的,它已经成为了现实。比如2018年年底,LOG9新材料公司推出了一款名为“游侠”(Ranger)汽车,它就搭载了铝-空气电池,并在其中使用了石墨烯材料提高电池性能。
 
 
据悉,这款石墨烯增强型电池只需要用户在每1000kms后更换电池中的铝,新电池技术的能量密度更是比普通动力电池提高了10倍之多。又或者特斯拉的老对手Fisker也在去年推出了一款名为FiskerEmotion的石墨烯汽车,采用的是LG提供的石墨烯固态电池。再例如香港的正道集团,这些年也在极力研发石墨烯电池,他们推出了正道H600、K550、K750三款石墨烯概念车。但准确来说,我们看到的以上几款都不能准确定义为石墨烯电池,因为大都只是在负极材料和导电添加剂中添加了石墨烯材料。
 
 
虽然石墨烯是人类已知的强度高、韧性好、重量轻、透光率高、导电性佳的新型纳米材料,集万千光芒于一身,但对锂离子电池来说,石墨烯作为碳基负极材料,是没有办法从根本上改变锂离子电池比能量的数量级,虽然可以提升电池的整体容量和充电速度,但性能提升效果有限。
 
 
除此外,像成本、分散工艺难度高等问题也直接制约着石墨烯电池的发展。但如果我们把要求放宽些,把石墨烯作为辅助材料,或许才是它的正确发展之路。
 
 
比如石墨烯作为导电添加剂可以解决钴酸锂等正极材料高压实比与电池性能之间的矛盾问题,采用石墨烯导电剂的钴酸锂电池容量高出 3%,且具有明显更好的 2C 倍率放电性能。
而要实现真正意义上的石墨烯电池汽车,还需要很长的路要走,大家都知道,石墨烯2004年通过胶纸黏贴的方法从石墨中提取出来的,如今都过去十几年了,石墨烯电池都还在实验室里,并未量产从,即便有一些汽车开始应用,这个意义上来说,如果人类的新材料没有出现重大重大变革,那么石墨烯电池的,商业化普及就遥遥无期。
 
 
不过这个问题其实还是存在变数,因为自从互联网技术,加速发展以来,很多跨界的科学技术,互相融合的几率大大增高,所以科技的发展呈指数级发展。换句话说,只要纳米技术或者新材料、能源等领域有一点点新突破,那么研究石墨烯的科研人员会很快捕捉到。
 
他们会考虑其是否能够,使石墨烯的研制成本降低,从而加快石墨烯汽车的研制与推广。总的来说,这一个趋势比互联网出现之前要快得多。 不过,真正实用主义的商业科技,可能并不局限于一定要采用石墨烯作为智能汽车的电池,很可能将来会出现一种石墨烯的廉价替代品,来取而代之。
 
 
当然这已经是后话。分析石墨烯电池,或许我们该从石墨烯开始解释。石墨烯是一种由碳原子以特殊方式构成的六角形呈蜂巢状晶格的物质。简单来说,石墨烯就是非常薄的石墨,也就是石墨的单层结构。
 
不过,在很大程度上,它是一种迥异于石墨的新材料,且具有优质的光学、电学和力学特性,在材料学微纳米加工以及新能源等方面,有着重要的应用前景。也正因为其是目前人们所发现的最薄、强度最大、导电导热性能最好的一种新型纳米材料,如果未来的智能汽车能够使用石墨烯电池,那必然可以大大提高充电的速度和效率,相比于锂电池来说,石墨烯电池是能量密度更加高的一种电池。
 
 
但与之带来的问题却如同每一个新材料刚被发现并投入市场是一样,石墨烯电池的额价格远远高于可以商业推广的锂电池。目前的技术来看,石墨烯电池仍属于研发状态,现唯一能做到的只是在电池中加入一点石墨烯,虽然所获效果远低预期,但从FiskerEmotion上我们也不难看出——充电9分钟即可行驶200公里的充电效率已比如今的电动车充电销量高效了很多。

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