グラフェン電池が実用的でないのはなぜですか？

グラフェンは、リチウムイオン電池、スーパーキャパシタ、リチウム硫黄電池、燃料電池、太陽電池に使用されています。技術的な進歩が常になされてきたことは議論の余地のない事実です。なぜこれまで実用的な製品が市場に出回っていないのですか？

グラフェンは現在、世界で最も薄くて硬いナノ材料であると言っても過言ではありません。その電子移動度は室温で15000cm2 / Vsを超え、カーボンナノチューブやシリコン結晶よりも高い。抵抗率はわずか10E-8Ωmで、銅や銀よりも優れています。これは世界で最も抵抗率が低い材料ですが、その優れた特性を適用することで違いが生じるでしょうか。

Huaweiグラフェンバッテリーがバッテリー技術を破壊できない理由について話す

申し訳ありませんが、うまくいっていません。グラフェンがどのように現状を打破し、エネルギー商品と朝市を可能にするかという質問に答えて、私はグラフェンのエネルギーへの応用についてのいくつかの誤解を明らかにする方法を変えます。

まず、グラフェンバッテリーを10分間充電して、1,000 km走行できますか？現在ご利用いただけません。

第二に、グラフェンがリチウムイオン電池で役割を果たす可能性が最も高いのは、アノード材料と導電性添加剤での直接使用の2つの領域だけです。

第三に、スーパーキャパシターのグラフェンの最も可能性の高い特性は何ですか？

1.大きな表面積は、高いエネルギー密度を助長します。

2.高電力密度を維持するのに役立つ超高導電率。

3.豊富な化学構造は、タンタルコンデンサを導入してエネルギー密度を高めるのに役立ちます。

4.特殊な電子構造により、構造と性能の関係が最適化されます。

第4に、理論計算では、グラフェンの単層を使用した場合、そのH2吸着容量は7.7 wt％に達する可能性があり、自動車に必要な水素エネルギー（6 wt％）に関する米国エネルギー省（MOE）の要件を完全に満たしています。 。

第五に、CRRCのグラフェンスーパーキャパシタは、現在の最先端技術を大きく超えていません。 18650の平均バッテリー容量は約3100mAhであるため、エネルギー密度は約700Wh / Lです。スーパーキャパシタが200kw / kgに達しない場合、リチウム電池を交換する機会はありません。

第六に、「グラフェン電池」のようなものは全くありませんか？いわゆるグラフェン電池は、電池全体をグラフェン材料で作ったものではなく、電池の電極にグラフェン材料を使用しているため、「グラフェン電池」と呼ぶのは適切ではありません。

さまざまなエネルギー製品へのグラフェンの適用に関するトピックに入る前に、まず、中国科学院重慶グリーンによって採用された、2015年に発売されたTrailblazerαという名前の携帯電話であるグラフェンリチウム電池の中国の「古いニュース」を確認します。スマートテクノロジー研究所と中国科学院の寧波材料技術工学研究所は、グラフェンタッチスクリーン、バッテリー、熱伝導性フィルムなどの新しい材料を開発しました。携帯電話のタッチスクリーンは黄ばんでおらず、色は真の純粋で、透明度は従来の画面よりも優れています。さて、携帯電話の充電率は40％増加し、バッテリーの寿命は50％延長され、バッテリーのエネルギー密度も10％増加します。

このことから、グラフェン材料を使用した電極は電池寿命と充電速度を大幅に向上させますが、グラフェン材料自体の高い比表面積は、リチウムイオン電池業界の現在の技術システムと互換性がないことがわかります。エネルギー密度は理論的には2倍にはならず、10％しか増加しませんでした。

実際、グラフェン電池のタンタルコンデンサが容量を30％以上増加させる可能性があるという現在の情報は、反応メカニズム、特定のデータ、または製品分析結果がないため、非常に低いものです。ただし、エネルギー密度を2倍にすることはできないことがわかります。比表面積などの特性は「従来技術のシステムと互換性がない」と主張されており、それは恣意的すぎる。本当の追求はまだ私の記事で言及された前の記事に戻っています。酸化・重水素化用のグラフェン材料は2種類しかありませんが、ポアパウダーとフレークパウダーの200種類以上の組み合わせがあり、非常に多く使用されます。リチウム電池を改善する方法は何ですか？リチウムイオン電池は、単一のコンポーネントから分解できない「システム」ソリューションであることを忘れないでください。

スーパーキャパシタがリチウムイオン電池に取って代わることができると私はまだ楽観的ですが、誰が知っていますか？スーパーキャパシターのエネルギー密度をリチウムイオン電池に近づけるように努力していますが、リチウムイオン電池業界は一夜にして築かれることはありません。両方のパフォーマンスの向上にはプラスの意味があります。

過去6か月の間に、専門家は、次のようなリチウムイオン電池アプリケーションにグラフェンを適用することが難しいいくつかの理由について言及しました。

A.コストの問題。従来の導電性カーボンブラックとグラファイトはトン（1トン数万元）で販売されています。グラムで販売されているグラフェンに基づいて、この価格に下げることができますか？この時点で使用されている材料は、グラファイトマイクロチップ（おそらく数十層）であり、グラフェンの単層または数層ではありません。

B.プロセス特性に互換性がありません。つまり、グラフェンの比表面積が大きすぎるため、既存のリチウムイオン電池を分散させて均質化するプロセスに多くのプロセス上の問題が生じます。

C.グラフェンが理論的にはグラファイトアノードの最大容量の2倍（720mAh / g）の負極である場合、シリコンを使用しないのはなぜですか？

D.グラフェンは、急速充電と急速放電を促進する導電剤として使用できます。理論的には、レート性能を向上させることができ、グラフェンが電極活物質とともに展開されると、リチウムイオン拡散の通過をブロックします。

グラフェンは単独では存在せず、正極、負極、セパレーターであっても、複合材料の形でなければなりません。

私はよく「座るより座るのが悪い」と言います。エネルギーにおけるグラフェンの応用についての私の意見は次のとおりです。

まず、重要な新素材として、グラフェンは、スマートフォン、新しいディスプレイ、リチウムイオン電池、太陽光発電、その他の電子情報産業など、多くの重要な分野で幅広い用途が見込まれています。現在、グラフェン材料は、上記の分野でまだ産業応用の初期段階にあります。まだ多くの作業を大規模に行う必要があります。

第二に、次世代情報技術産業におけるグラフェン材料の大規模なアプリケーションは、材料の研究開発、製品設計、および準備プロセスの全体的な計画に焦点を当て、新しいモデルを構築することで、下流の需要と緊密に統合する必要があります。需要の牽引と同期を生み出す産業生態学。研究開発と緊密に結合された産業開発モデルは、新世代エネルギー技術の分野でのグラフェン材料の早期適用を促進します。

要約：グラフェンは熱放散にのみ使用されます。実際、そのアプリケーション自体は突破されていません。 Huawei製でなければ、誰もが気にしないかもしれません。誰もが10年後に再びそれについて話すべきです。そうでなければ、それはその年のフラーレンのようになります。

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