《功能材料与器件学报》
信息产品不断迭代,人类科技发展非常迅速,智能手机、新能源汽车、无人机各种新产品都出现,对我们的生活影响很大,甚至改变我们的生活方式,在这些产品发展过程中,其性能,功能越来越多,特别是这些电子产品,对续航能力,充电能力要求特别高,比如是手机的电池,智能汽车电池的 续航能力对人们提出了新的挑战。最近国内多个团结共同研发了首款“新型电池”,采用特殊材料,引来大家高度关注,未来整个电池行业将带来巨变。
国内“新型电池”材料问世
2021年6月10日,长沙理工大学的丁美、贾传坤教授团队跟其他团队共同合作开发出了一种大尺寸“钒电池”石墨烯电极材料,全球首款液流电池电极材料大尺度生产设备,研发团队制造的复合电极材料,增加功率密度,能力效率和循环使用寿命,直接导致生产的钒电池石墨烯电极材料成本降低,后续将会应用智能手机,汽车能源,无人机等其它能源领域。
商用锂离子电池发展史
自1991年索尼公司推出的商用锂离子电池问世之后,整个电池行业基本发展缓慢,经历30多年发展,电池行业基本很少有大的发展改变,电子产品的普及率不足,应用范围少可能是最大因素。
国外超级“石墨烯超级电池”问世,引发行业关注
科技一直推动人类社会的进步,最近几年对电池应用越来越广,手机,汽车这些电池影响着每个人,国外一些研究机构一直对加强电池的研发,有所成效,2020年9月,超级电容器厂商Skeleton Technologies跟德国一家著名的工学院——卡尔斯鲁厄理工学院,共同合作研发出新型电池产品——石墨烯超级电池,一下子收到很多相关行业关注。
这块新型石墨烯超级电池有什么特点?最大特点是充电速度快,电池耐用。充电15秒就能完成充电。其充电速度是普通锂电池的1000倍,电池经过十万次放电后依据充电效果不变,电池寿命超长和充电速度快,被不少人称为超级“石墨烯超级电池”。不过这块电池商用还有一些问题需要尽快解决,我们都知道,所有新产品的发明创造,要真正投入生产和日常生活中,需要经过多年的研发测试过程,因此商用还要经历多年的迭代过程,这块电池有自身的缺点需要完善,电池存储体积大,无法满足长期储能问题等问题,只要突破这两点,这块电池一旦完成突破,定会给电池产业带来影响,将导致电池行业带来新变革技术。
应用前景展望
目前都在提倡新能源的利用和开发,太阳能,风能发电,由于存在不连续,不稳定缺点,需要大规模存储装置,大尺寸“钒电池”石墨烯电极材料,依靠成本优势可以快速应用。目前比较钒液流电池寿命长,安全性高,快速充电放电,是目前新能源发电储能最好的,受制于成本高,能量密度偏低的缺点,国内新研发的石墨烯电极材料成为一种新的解决方案。
丁美博士在介绍自己的石墨烯复合电极材料,跟原始电极材料比起来功能密度要高80%以上,循环稳定性高。据专家介绍,这种“新型电池”进行后续改进测试,实现商用,能够替换传统的锂电池,对涉及锂电池行业迎来新台阶。作为现代智能手机行业,电池的续航一直被人们所诟病,通过加大电池尺寸和体积才能增加续航能力,显然不太适应手机发展趋势,只有更小体积的续航能力强的新电池所取代,快速充电能力,持续续航,才能满足人们长时间使用,减少充电次数。
新能源汽车行业,对于电池要求非常高,目前新能源汽车大多都是续航能力差,寿命较短,更换电池频率较高,非常不便,新型电池或者新型电池材料的发明解决人们续航能力,不会担心系能源汽车续航能力差问题,相信国产电池技术的持续发展 ,将会改变电池寿命问题。