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新能源石墨烯電池可靠之處

鉅大LARGE  |  點擊量:55次  |  2020年08月29日  

摘要
什么是石墨烯?“鉛筆在紙上劃過的痕跡,其實就可能是多層石墨烯?!边@大概是對石墨烯描述最通俗易懂的解釋了,作為一種以碳原子為核心組成的二維碳納米材料,石墨烯普遍存在于自然界,厚1毫米的石墨就大約包含30

什么是石墨烯?


“鉛筆在紙上劃過的痕跡,其實就可能是多層石墨烯?!边@大概是對石墨烯描述最通俗易懂的解釋了,作為一種以碳原子為核心組成的二維碳納米材料,石墨烯普遍存在于自然界,厚1毫米的石墨就大約包含300萬層石墨烯,這也使其難以剝離出單層結構。


因為特殊的物理性質,石墨烯具備優異的光學、電學、力學特性,在材料學、微納加工、能源等方面具有重要的應用前景,被稱作“21世紀的新材料之王”。


從實驗室走向量產


雖然石墨烯是一種寶貴的未來革命性材料,但要掌握相關的制備技術其實難度非常大。目前常見的石墨烯粉體生產提取的方法,有機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法,薄膜生產方法為化學氣相沉積法(CVD)等等。這些方法普遍存在一個問題,就是要嚴密的實驗室環境做支持,并且一次只能小規模的提取。


而作為國內最早進行石墨烯商業化研發的公司之一,廣汽集團則掌握了自主研發的三維結構(3DG)石墨烯制備技術,《三維結構石墨烯及其碳源自模板催化熱解制備法》現已申請發明專利。這使得廣汽在石墨烯材料及石墨烯快充電池領域的應用具有極強的先發優勢和極高的技術儲備。


廣汽掌握的3DG公斤級小試制備技術,已初步完成噸級中試產線的工藝設計和產線布局,在新能源領域及復合材料領域具有一定的應用研究及開發成型能力。隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破,石墨烯的產業化應用步伐正在加快,基于已有的研究成果,最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池領域。


廣汽新能源石墨烯超級快充電池


說了這么多石墨烯材料的事,我們再說回廣汽新能源的石墨烯超級快充電池。當前,國家正在大力發展新能源汽車產業,新能源車具有加速快、智能化程度高、使用成本低等優勢,但充電速度比之燃油車加油的速度還顯得不夠快,是制約產業發展的障礙之一。石墨烯材料所具備的優異電學特性有望徹底解決這一難題。


利用石墨烯出色的導電性能,我們將其添加到鋰離子電池的正極材料中,使純電動汽車的充電速度成倍提升。目前鋰離子電池支持的充電倍率只有1.3C,而石墨烯快充電池則具備6C快充能力,8分鐘就能充電至85%,實現和燃油車加滿一箱油的時間相當。


小貼士:“C”是充電倍率的單位,代表了充電速度。舉個例子,容量為30度電KW/h的電池,以30KW的功率充電,則此時充電倍率為1C,充滿電要1小時。假如充電倍率提升為2C則30分鐘就能充滿,6C則只要10分鐘。


隨著石墨烯超級快充電池技術的應用,大功率充電樁的建設也勢在必行,2020全國兩會上,國家宣布將重點支持“兩新一重”建設,加快充電基礎設施建設,推動智能網聯新能源汽車的普及。有了相關部門和地方政府的大力扶持,石墨烯超級快充電池技術將駛入我們的生活,改變我們的出行方式,這無疑值得期待。


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