鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2020年01月07日
石墨烯電池能解決電動汽車續航差和充電慢的瓶頸?
近日,一條新聞給電動車行業打了一針雞血,各大新聞媒體也因此興奮得嗷嗷叫:中科院上海硅酸鹽研究所發布消息稱,該所聯合北京大學、美國賓夕法尼亞大學展開持續攻關,已研制出一種高性能超級電容器電極材料——氮摻雜有序介孔石墨烯,該材料具有極佳的電化學儲能特性,可用作電動車的超強電池,充電只需7秒鐘,即可續航35公里,相關研究成果已于12月18日發表在世界頂級期刊《科學》上。
那么,這個新玩意是否能解決電動車續航力差和充電慢的瓶頸問題?我看未必。
什么是石墨烯電池?
石墨烯電池其實并不是真正的電池,而是一種新材料超級電容。在此之前,超級電容已經廣泛應用于電動車、混動汽車和大功率輸出設備等領域,作為一種電化學儲能裝置,其性能介于傳統電容和電池之間,具有功率密度高,循環壽命長以及安全可靠等特點,但是能量密度卻是其最大的軟肋。
為了解決這個問題,科研工作者只能在新材料上下功夫。經過多年研究,最后發現氮摻雜有序介孔石墨烯的性能表現最佳,不僅能實現高能量密度和高功率密度,而且還具有無毒環保,體積輕重量小,成本低廉易于規模生產,性能安全可靠,不易燃也不易爆等等優勢,實為超級電容之最佳材料,可謂是居家必備,老少咸宜……
正因如此,氮摻雜有序介孔石墨烯超級電容無論是性能還是成本,都比目前實際應用的所有種類的電池更具優勢,且在快速充放電方面更是將鋰電池甩出幾條街,完全可以替代掉原先的電動車電池組成為新的儲能設備。所以,該超級電容被冠以石墨烯電池的名頭見諸各大媒體。
然而就本質來說,石墨烯電池并不是真正的電池,如果說超級電容相當于電腦中的內存,電池相當于電腦中的機械硬盤,而石墨烯電池其實就相當于固態硬盤——盡管都有儲存上的功能體現以及儲存容量的限定,但就原理而言,固態硬盤和機械硬盤其實并不是一回事,固態硬盤的工作原理更接近于內存。
為何石墨烯不能帶來電動車革命?
以特斯拉ModelS為例,滿電理論續航里程480公里上下,電池容量為85千瓦時,可用快速充電方式在一小時內充滿電;而在快速充電條件下,充電樁的直流輸出高達125千瓦時,換句話說就是每小時耗電125度。好了明確了這一點之后,咱們再繼續往下掰扯小學水平的數學題。
如果將特斯拉ModelS的鋰電池全部更換為等容量的石墨烯電池,以充電7秒鐘續航35公里來計算,480公里的續航力只需充電96秒,這個時間不比普通汽車加油耗時慢——其實算上在加油站排隊和交費等時間,車主們會發現,自己進加油站加一次油的耗時不止96秒。
1小時(3600秒)將特斯拉ModelS充滿電,充電樁輸出是125千瓦時;97秒將特斯拉ModelS充滿電,充電樁的輸出就是3600÷96125=4687.5千瓦時,即1小時耗電4687.5度——強調一下,這還只是理論數值!
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