石墨烯锂硫电池电池没有取代锂电池成为电动车电池的原因是什么

石墨烯或代替锂电池
引领电动车进入新时代
  【环球网综合报道】据《经济学人》杂志报道,研究人员对石墨烯进行实验,或将代替锂电池,减少充电时间,引领电动车进入新时代。
  尽管储存能量的锂离子电池价格便宜,使用持久,但若没有发电机为其充电,电动车根本走不了太远。即使现代科技发达,电池充电也至少需要20分钟,因此电动汽车难以真正与汽油车和柴油车进行竞争。
  许多人尝试解决这一问题,均以失败告终。来自光州科学技术研究所的Lu Wu对现代理想材料石墨烯的最新研究,希望将实验结果商业化,解决电池问题。严格地说,卢博士和他的同事们在研究超级电容而非电池,超级电容是一种将类似电池中的电解液及普通电容器结合在一起的设备。超级电容器如同正常的电容器,能源以静电的形式存储在材料表面,但与普通电容器不同的是, 当为超级电容器充电,静电附着于电解液离子表面。因为是静电的依附而非化学状态离子的变化(电池的工作原理)使得存储过程加速,因此超级电容器比电池充电速度更快。
  超级电容器并不是一个新想法。石墨烯是一种只有一个碳原子厚度的二维材料,尤其适合制作电池。每克石墨烯面积达2675平方米,整个表面可以存储静电,因此石墨烯可用来制造超级电容器,比锂离子电池带有更多的能量。
  Lu博士的问题在于如何将石墨烯利用在超级电容器中,并进行合理工业化生产。他的解决方案是控制爆炸已炸毁的石墨碎片。石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的,石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。
  Lu博士的制备过程包括两个阶段。首先,将粉末状石墨以受控方式暴露在空气中,制备一种称为氧化石墨的物质。但这并不是真正的具有固定化学式的氧化物。相反,它是石墨状物质,在石墨稀层之间具有富氧原子团。然后在容器中将氧化石墨加热至160度,注意容器内的气压是大气压的十分之一。加热会引起氧化石墨发生化学反应,产生二氧化碳和水蒸气。经过进一步处理过剩氧之后,石墨就适合制备超级电容器了。
  尽管石墨烯体积小,但效果良好&&它可以存储一公斤锂离子电池所储存的电量,且在四分钟内充满电。将石墨烯数量增加至一辆车的需要时,需要一个健全的系统进行快速充电。目前此类系统不适合家庭使用,可以安装在路边加油站。
  这将帮助我们摆脱目前电动汽车遇到的充电问题。如果原油具备可以匹配锂离子电池的储能能力,那么改良版本定会明显超过它。超级电容器的持续实践还有待观察,但如果证明它如电池般耐用,使用可靠,价格便宜,将成为重大突破并改变汽车驾驶的未来。 (实习编译:宋丹 审稿:刘洋)
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扫描关注更多环球微信公众号石墨烯锂电池:电动车续航的救星?-汽车电子-与非网
在日,美国制造商特斯拉发布了两年前停产的第一代车型Roadster的升级版,续航里程达到644公里,高出原版60%。
电池技术的进步,提升了特斯拉产品的性能。此前Roadster的续航里程是393公里。特斯拉CEO马斯克称,特斯拉的高性能电池,相比目前的容量增长近70%。
英国科学家发明石墨烯10年后,在电池上的应用获得巨大突破。2014年12月初,西方媒体报道,西班牙Graphenano公司和西班牙科尔瓦多大学合作研发的石墨烯电池,一次时间只需8分钟,可行驶1000公里。它被石墨烯研究者称做&&。
&我们现在还在了解情况,正在求证西班牙这种电池的具体情况,如果确认是这样的,那确实是革命性的变化出来了。&中国石墨烯产业技术战略联盟秘书长李义春对记者称。
西班牙的&超级电池&很快将像特斯拉一样应用于汽车上,据西方媒体报道,它的拥有者12月在德国两大汽车巨头的汽车上进行试验,并在2015年第一季度生产上市使用。
石墨烯充电时间接近加油
目前,全球汽车制造商使用的动力电池主要使用,以特斯拉为代表的镍钴铝酸锂电池(钴酸锂电池)、以比亚迪为代表的磷酸铁锂电池和以日本汽车为代表的锰酸锂电池。
这三类电池以钴酸锂电池能量密度最高,但它在高温下也最不稳定;磷酸铁锂电池最稳定,但能量密度最低。
锂离子电池技术,已经沉寂了20年没有大的技术革新。一位研究动力电池的专家称,其最大的障碍在于,锂离子电池功率密度有限,其大量能量无法快速接收或释放。
特斯拉升级版的Roadster3.0采用了改进过的锂电池,特斯拉没有确认是否加入了石墨烯。不过,它的性能有大幅度的提升,恐怕只有石墨烯能做到。新改进的18650型锂电池的容量大幅度加大,6831节电池组数量没有增加,但电池组的总容量从53kWh提高到了70kWh.
据接受采访的专家介绍,石墨烯的结构可以改变锂电池技术长期没有突破的障碍。石墨烯片材内部结构间隔扩大,以允许更多的电解质&润湿&及锂离子电池中的锂离子获得高速率通道的性能。
&石墨烯的特点是导电速度快,导电性能好,目前很多研究都在实验,具体哪一块很难说,不过缩短充电时间等是肯定的。&李义春说。按照美国伦斯勒理工学院研究人员的预计,石墨烯阳极材料比如今锂离子电池中惯用的石墨阳极充电或放电速度快10倍。
按照西班牙上述机构的数据,石墨烯也可能大幅度增加电池的容量。&超级电池&参数显示,其能量密度超过600wh/kg,是目前动力锂电池的5倍;使用寿命是目前锂电池两倍;其成本将比目前锂电池降低77%。
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石墨烯电池能用以电动自行车
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> 石墨烯电池为什么没有取代锂电池成为电动车的电池?
石墨烯电池为什么没有取代锂电池成为电动车的电池?
编者按:只有在适合的应用场景下,特定的技术才能发挥最大的优势。
  在可预见的将来,都不太可能取代。一方面,技术还不成熟。另外一方面,成本还降不下来。除此之外,在安全性,稳定性等很多方面,都还有很多工作要做。而且,就算真做出来并大规模应用了,也未必就能应用在电动车上,取代目前流行的。核电站有很多的优点,不代表核电站就可以随便取代其他类型的发电站。同理,未必就适合在电动车上应用。只有在适合的应用场景下,特定的技术才能发挥最大的优势。本文引用地址:  1.石墨烯电池从实验室走向市场需要一个过程,而这个过程目前还没有开始  科研成果转化成市场产品需要一个过程,而且不是每一种技术都适合大规模商用。目前来看,所谓石墨烯电池到底是什么也没有一个共识。  应用了一点点石墨烯作为电极材料就算石墨烯电池吗?目前市场上敢打出“石墨烯电池”这个招牌的电池,除去骗子之外,基本都是这种“掺/用了石墨烯的锂离子电池/铅酸电池”。而想象中的全石墨烯型电池,目前的确存在,但仅仅存在于实验室而已,还远远达不到产业化标准。  石墨烯潜在的应用场景也不仅仅是取代传统电池。事实上,石墨烯可能会在新型柔性电池、器件、显示、催化剂等方面更有前途。考虑到相当不错的综合表现,不错的性能,成熟的产业,较为低廉的价格,石墨烯在可预见的将来是不可能取代锂电池的。  一个技术的实际价值不仅仅取决于性能,也取决于性价比、稳定性等很多方面。石墨烯想要有一天超过锂电池,成为最适合应用于汽车上的电池选项,必须要石墨烯在实验室表现出锂电池难以比拟的优势,随后再被各大厂商大力推广。而目前来看,石墨烯电池还很不成熟,并没有表现出相对于锂电池的重大优势,因此,石墨烯电池连取代锂电池的可能性都不存在。从实验室走向市场需要一个过程,对石墨烯电池而言,这个过程还没有开始。因为,还没有找到走向市场的理由。  2.石墨烯技术可能会用于加强锂电池而不是取代  虽然石墨烯电池技术是一种更新,可能也更强大的技术,但是锂电池本身也是电池技术多年来的结晶。锂电池本身有很多优点,才得以成为目前最主流的汽车电池。石墨烯技术的确给电池技术的突破提供了一种可能性,但是,不代表石墨烯就一定可以完完全全顶替锂电池。  在未来,如果石墨烯相关的研究成熟,技术有了突破,把研究成果应用于锂电池,从而提高锂电池的性能,这个可能性也比石墨烯完全取代锂电池高得多。任何一种材料都有其特性,石墨烯表面特性受化学状态影响巨大,稳定性、循环寿命等等都有很多问题,如果刻意追求用石墨烯替代锂电池,很有可能生产出实用性还不如锂电池的石墨烯电池。  综上所述,一方面石墨烯电池技术还不成熟,另外一方面,石墨烯也未必是升级取代锂电池的理想选择。因此,目前为止没有人会想要用石墨烯电池取代汽车锂电池的。
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