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电池+石墨烯 未来电动车充5分钟跑300公里?

来源:未知   作者:admin    发布时间: 2018-08-07 23:16   浏览:

电池+石墨烯 未来电动车充5分钟跑300公里?

  那么,石墨烯这个被誉为“能彻底改变21世纪的黑科技”是如何运用在电池的快速充放电上?带着这个问题,记者采访了多家电池企业和电池专家。

  天津大学通过热水剥离法研制出氟化GP新产品,可用于LIB正极材料,比能量比采用氟化碳高近30%。

  近年来,纯电动汽车的快充技术不断发展,“1个小时充满80%的电量”“30分钟充满80%电量”“20分钟充满80%电量”……未来的3~5年,纯电动汽车只要充电5分钟就能充满80%电量,大约能行驶300公里

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  深圳市东麟石墨制品有限公司成立于2006年,是法国美尔森(MERSEM)先进石墨有限公司在华南地区的独家授权代理商,是一个专门从事石墨材料销售、石墨电极加工、石墨模具制作的专业公司。

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  随着新能源汽车的全面提速,三种技术路线之间的淘汰赛已经分出胜负,磷酸铁锂和钛酸铁锂逐渐掉队,三元锂电池单独领跑。

  纯电动汽车改变人们的出行,而快充则会改变现有的纯电出行模式。续航里程一直被认为是纯电动汽车最重要的指标之一,但这也许不再是唯一。“电池+石墨烯”将改变纯电的快充时间,这也将释放纯电动汽车更大的潜力。

  专家表示,石墨烯在汽车电池上应用,填补了石墨烯高端应用的空白。种种迹象表明,在“电池+石墨烯”上,中国处于世界的最前端,而广州又走在中国的前列。这不仅因为中国是全球最大汽车市场,同时也是最大新能源汽车市场,市场和消费需求摆在那里。

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  毛文峰强调,市面上存在许多石墨烯制作电容装置夸张描述,比如充放电速度是锂电池100倍~1000倍,这些都是炒作,是科学闹剧,无论理论还是实验室都是不成立的。

  东甬耀碳素是国内石墨行业最大最专业的供应商之一,公司专门从事碳素材料的开发,合作生产,销售及异型加工,有自己的省外生产基地。

  办公过程中,总会遇到需要将纸质资料上的文字变为电子文档进行编辑的时候。难道只能死盯着电脑屏幕,一字一句慢慢敲进去?万一中途出错怎么办?近日,国内云端Office领域第一品牌石墨文档推出文字识别(简称“OCR”)功能,只需拍摄纸质资料,就能扫描识别出资料上所需的文字。以后想录入纸质文件上的信息,再也不用经历枯燥麻烦的手打过程,极大提高了办公效率。

  广汽新能源技术中心主任许俊海表示,“我们现在的电池系统仍然保留温控系统,一定程度上增加电池重量,降低能量密度。但随着电池散热效果的提升,一旦去掉温控系统,电池能量密度会越级到一个新高度。”更为关键的一点,随着新技术应用,汽车企业能够腾出精力,关注以前关注不到的地方,尤其是电池的功能安全。许俊海口中的“新技术”就包含有石墨烯。

  有人会说,20分钟与5分钟没有太大区别,不就多等15分钟吗?我们来设想一下:为一辆纯电动车充电,到达充电桩时发现前面排着两辆车:假如快充需要20分钟,就需要60分钟才能完成充电;而若快充只需5分钟,只要15分钟就能开车走人。另外,目前汽油车每加满一箱油大约需要2~3分钟,续航里程在600公里左右。5分钟充满80%电量,大约能行驶300公里。两者还是有差距,但差距已经缩小到可忍受的范围。“基于‘电池+石墨烯’的快充技术不会停留在实验室,较大可能会走进市场,短则三年,长则五年,会搭载在广汽集团旗下的新能源汽车上。”

  近年来,纯电动汽车的快充技术不断发展,“1个小时充满80%的电量”“30分钟充满80%电量”“20分钟充满80%电量”……未来的3~5年,纯电动汽车只要充电5分钟就能充满80%电量,大约能行驶300公里。

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  在两端业务方面,我们产品的特性有点不一样,它就像office,很难界定是TO B 还是 TO C,所以我们更把它看成一个工具,有对个人的工具,也有对企业、帮助企业提升工作效率的工具,但我们的重心是会放在B端的。

  胶体石墨的规格和用途有很多,胶体石墨价格不同,是因为胶体石墨的种类和用途不同,橡塑用胶体石墨是专门用于橡胶制品、塑料制品生产中的,橡塑用胶体石墨能改变和提高橡胶制品、塑料制品的性能。

  正因为如此,毛文峰博士认为,“石墨烯电池”的概念是不成立的。科技进步,最忌喧宾夺主,不能因为添加了某种添加剂,就大张旗鼓进行注明,并广而告之,哪怕这种添加剂有光环在身。“我们在饭店点菜,从来没有看到过什么菜的菜名是以‘鸡精’开头的”“同样道理,不能因为电池应用了石墨烯材料,就称之为‘石墨烯电池’,更为准确的说法是‘电池+石墨烯’”。他认为,市场对石墨烯电池的追捧,已经超过其实际的技术水平,存在一定的泡沫。

  广汽研究院石墨烯应用研究创新工作站副首席专家毛文峰博士告诉记者,石墨烯只是一种添加剂。石墨烯与电池的关系,就像是调味料与菜品原料之间的关系。炒菜时,放点鸡精,可以提鲜,但不能放多,放多了,菜反而不好吃了。同样道理,在提升能量密度上,起到决定作用的还是电池本体,而非石墨烯这个添加剂。

  走出“能量密度”的误区之后,近年来石墨烯在电池实验室的研发就陆续有了进展。华为将石墨烯应用在手机电池上,主要侧重散热,发挥石墨烯优秀的导热性能。比亚迪使用石墨烯,用于提升汽车电池的功率密度。功率密度和能量密度是截然不同的指标,前者决定纯电动车百公里加速度,后者决定纯电动车的续航里程。而毛文峰和他的团队,将主要研究方向聚焦在快速充放电上,也就是提升电池的充放电速率。“不能简单地换算,但在实验室里,电池电芯加入石墨烯后,充放电效率会有显著的提升。”

  除了快速充放电,由于具备良好的导热性能,石墨烯能够提升电池的散热效果;载流子迁移率决定电导率,较快的载流子迁移率能提升元器件的工作速度;由于导电性能好,石墨烯还可以提升电池的功率密度。

  毛文峰介绍,在未来三年,电池能量密度能在现在基础上提升20%~30%左右。充电速率则不同,未来3~5年,将充电时间能够缩短一半。“目前,在实验室里,我们团队已经有收获,纯电动汽车电池能够在5分钟充满80%的电量。”可以作为直接比较的是,目前市面上的快充绝大部分是“1个小时充满80%的电量”,广汽新能源是“30分钟充满80%电量”,最快的是上汽乘用车,将会在2019年的量产车型上搭载“20分钟充满80%电量”的快充技术。

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  当然,这其中也存在巨大的变数。变数不仅来自技术本身,还有需要进一步提升的可靠性和安全性,同时还受到其他因素掣肘,包括但不限于配套电池企业的生产水平,生产出来电池的一致性、快充充电桩和充电网络的硬件支撑、电池管理系统、电池的散热性能等。

  石墨烯的加入,尽管不能在短时间内作为单一的品类彻底颠覆锂电池。但作为一种添加剂和催化剂,还是能够改变电池领域的现有格局,让磷酸铁锂看到逆袭希望。公开资料显示,国轩高科拟将“青岛国轩年产3亿Ah高比能动力锂电池产业化项目”调整为“青岛国轩年产2Gwh高比能动力锂电池项目”。产品类型由三元电池调整为磷酸铁锂电池。在近期接受投资者的调研过程中,国轩高科更表达了自己对磷酸铁锂电池应用前景的看法,随着技术不断迭代,其认为未来磷酸铁锂市场应用空间依旧非常广阔。

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  微软曾宣称,90%的用户只会用office中10%的功能。那么剩下90%不常用的功能,依然要在用户每次打开软件时一起启动,陈列并占满着工具栏。

  清华大学材料学院教授朱宏伟曾在接受采访时明言,如果石墨烯再找不到应用,无论是资本市场还是基础研发都会退潮。黎明前的黑暗到底还有多长,没有人能给出准确的时间。可以肯定,电池尤其汽车电池,是石墨烯公认最接近于应用的领域之一。

  辽阳宏图石墨作为石墨粉厂家,以天然鳞片石墨作为加工原料,鳞片石墨需要经过多次生产工艺加工,才能加工成各种种类的石墨粉,通过石墨粉生产工艺加工,石墨粉的性能得到提高,石墨粉的粒度加工的越细,石墨粉的润滑性能就越好,经过提纯工艺加工,其含碳量越高,石墨粉的导电性能、耐高温性能就越好,石墨粉用途在润滑产品生产中,选用粒度小的石墨粉,石墨粉用途在导电产品生产中,选用含碳量高的石墨粉。

  目前,在汽车电池领域,锂电池仍然是霸主。而根据材料不同,还分为磷酸铁锂、钛酸铁锂以及三元锂电池。市面上几乎所有新能源汽车都内置这三类电池,无论是新能源汽车企业的翘楚特斯拉,还是当前新能源汽车领军者的比亚迪,都在这个“局”中。

  “少即是多”,这是汽车设计与研发最高的境界。面对石墨烯这种获得诺贝尔奖的“新材料之王”,敢于做减法,需要莫大的勇气。但扎根于石墨烯领域的研发人员更多的是逼于无奈。

  在石墨烯领域,国内和国外企业采取不同的策略。国外是先投入大量资金进行基础研发,随后再寻求应用。业内公认对于石墨烯投入研究资金的是三星,申报大量专利,不仅将石墨烯应用在显示屏上,而且进行石墨烯电池的研发。国内则是先进行模式搭建,建立企业,再找寻下游市场。

  胶体石墨的耐高温性能、润滑性能、导电性能很好,胶体石墨的性能在橡塑生产中,能起到相应的作用,胶体石墨的润滑性能,使制成的橡胶制品、塑料制品更耐磨,胶体石墨的耐高温性能,能提高橡胶制品、塑料制品的耐高温程度,胶体石墨的导电性能,能使绝缘的橡胶制品、塑料制品具有一定的导电性,应用在特定的工业领域,橡塑用胶体石墨需要按一定比例加入到橡胶制品、塑料制品生产中,橡塑用胶体石墨能均匀分散在其中,粒度均匀,这样才能更好的发挥胶体石墨的作用。

  新能源汽车电池快充时间的缩短,会直接改变现有的纯电出行模式:续航里程重要,但不再是唯一。毛文峰描绘他设想中的未来出行模式:纯电动汽车综合续航里程只有400公里,当电量耗尽时,找到快充电桩,5分钟就能够充满电。与汽油车2~3分钟的加油时间相比,5分钟的快充时间仍然比较长,但比起目前30~60分钟的平均快充时间,已经快上许多。

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  将电池和石墨烯结合起来,是近十年才陆续开展相关的研究。据专家介绍,电池的诸多性能指标当中,能量密度排在首位,直接决定续航里程,而续航里程的长短与消费者购买意愿成正比。一开始,石墨烯电池就是奔着提升能量密度去研发的。不能说没有收获,加入石墨烯之后,电池能量密度能提升5%~10%。但再往上,难以再有突破。这与研究人员最初预期20%~30%的能量密度大相径庭。

  今年4月腾讯文档上线,很多用户会有点担心石墨,如何看待未来或可能出现的竞争、如何抵御巨头?

  一位不愿透露名字电池专家表示,假如石墨烯能够大幅缩短快充时间,随着补贴滑坡,真正市场化以后,磷酸铁锂的低成本、长寿命、高安全性优势会显现出来。

  广汽新能源总经理古惠南持相同观点“快充模式一旦普及,纯电动车续航里程没必要600公里,甚至1000公里那么多,不需要那么大电池容量和能量密度”。消费者没必要为电池多买单,快充快走,使用体验与汽车加油没有不同。基于这一观点,在产品规划当中,有超过500公里的超长续航里程车型,同时也将提供纯电续航里程从300公里到500公里不等的车型,并有插电混动车型供消费者选择。

  国家新材料产业发展专家咨询委员会委员、中国石墨烯产业技术创新战略联盟(CGIA)秘书长李义春博士表示:“目前,全球石墨烯产业尚处于初期阶段,仍存在影响产业发展的诸多因素,但是打造优势互补,合作共赢的全球石墨烯产业发展共同体,推动全球石墨烯产业健康、快速发展,实现合作共赢是我们的共同愿望。”

  来自中国经济信息社发布的《2016-2017中国石墨烯发展年度报告》显示2016年以来,中国石墨烯企业爆发式增长,年新增企业超过700家,但在具体应用上,过于粗放,大材小用。石墨烯真正能够发挥作用的应该是能充分利用其“轻、薄、柔”等结构特点的场合,或在微纳芯片、光电子等核心器件里。

  被称为“黑金”的石墨烯,在实验室的研发近年有了突破性的进展。汽车电池电芯加入石墨烯后,充放电效率会有显著的提升。专家表示,石墨烯在汽车电池上应用,填补了石墨烯高端应用的空白。而这种基于“电池+石墨烯”的快充技术不会停留在实验室,短则三年,长则五年便将走进市场,搭载在新能源汽车上。

  深圳大学用氧化石墨烯片(GO)设计合成了一种新型的近红外光响应纳米药物,实现一氧化碳(CO)气体的NIR可控释放。