既然并不是真正意义上的石墨烯电池,那么充电速度又怎么解决呢?
这里就要提到如今智能手机都带有的快速充电功能了,例如高通和联发科的快充、Oppo的闪充和华为的超级快充。
手机电池快速充电的原理其实很简单,一般快充的实现方式有三种:电压不变,提高电流;电流不变,提升电压;电压、电流均提高。
提高电压的是高通和联发科的快充技术,加大电流的是Oppo的闪充、Vivo的超级快充和华为的超级快充技术。
从各方面来看,低压大电流快充方案更好,日常最明显的体验就是充电快的同时充电发热量也低。
但是加大电流快速充电,还要保障电池的循环寿命和能量密度。这对电池的材质有很高的要求。
快速充电的原理是什么呢?
现在的锂电池,基本都是锂离子聚合物电池。电池的正极部分是钴酸锂类的材料,电池的负极是类似吸水海绵的材料,比如石墨。然后再加入电解质,就组成了电池的基本结构。
当我们给电池充电时,正极的电子就会向负极移动,同时,正极的锂离子会穿过中间的绝缘隔膜,向负极移动,储存在石墨端。
当正极的锂离子全部移动至负极,则电池的电量就充满了。当我们停止充电之后,电池就开始放电过程,此时储存在负极的锂离子会缓慢移动到正极,当锂离子全部移动至正极,那么电池就没电了。
简单来讲,快充主要就是保证锂离子快速的从正极嵌出并快速的嵌入负极,不能造成锂离子的沉积。
功率(W) = 电流(A) ×电压(V)
因此锂电池充电的快慢,取决于功率的大小。功率越大,充电越快。而功率的大小,又取决于电压和电流的大小。
以上可以看出,要在8分钟内充满80%续航1000公里的蓄电池需要相当大的功率。这就要建设高功率的快充桩,目前充电桩的技术水平完全可以实现这种大功率,只不过成本高些罢了。
我国的锂电池产业
二十多年来,我国锂电产业取得了举世瞩目的成就。
1997年天津大力神注册成立,标志着锂离子电池国产化的开始。
紧接着比亚迪进入锂电业务,同时TCL全能、凯邦精进能源、比克等电池企业相继成立。随着电池产业的规模化,原材料和资源端的国产化进程也很迅猛。
2000年中信国安盟固利成立,最为关键的正极材料开启了国产化进程。与此同时,上海杉杉的负极材料项目实现量产,标志着负极材料国产化的开始。
此后,电解液、隔膜、六氟磷酸锂、碳酸锂等材料陆续实现了国产化。
目前,我国拥有了完整的锂电产业链。并且在关键材料领域涌现出了一批世界级企业,在实现自给自足的同时,还能出口到海外市场。在消费市场不断出现创新产品,并且动力电池的产销量占世界总量的50%以上。
由于固态锂电池的诸多优势,我国在1987年就将其列入了“863计划”重大专题。目前我国在全球固态锂电池领域的1198篇专项论文中以366篇位列第一。
而且我国在石墨烯材料的研究上也具有独特的优势,从生产角度看,作为石墨烯生产原料的石墨,在我国储能丰富,价格低廉。
2020年中科院又宣称我国在石墨烯技术上获得了重大突破:用石墨烯可以将电磁延迟的时间缩短1000倍,通过其制作的雷达,甚至还能让美国的F-22以及F-35战机的隐身功能失效。
结语
产业链和技术都不缺了,石墨烯电池未来可期。
来源:涅槃行者