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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 10:52   浏览:

电池+石墨烯 未来电动车充5分钟跑300公里?

  新华网银川7月19日电(记者 靳赫)19日,年产3000吨石墨烯改性三元正极材料项目在宁夏银川经济技术开发区正式投产,项目可满足国内外部分汽车锂电池产业发展需求,支撑我国新能源产业发展。

  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。

  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。

  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。

  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。”

  石墨烯不仅在传统产业升级方面表现优异,在新兴产业方面更是大有可为。三年前,用石墨烯射频天线取代金属铝天线,仅仅还是一项远在英国曼彻斯特大学的实验室成果,但现在,南京百杰腾物联科技有限公司已经实现石墨烯射频天线的产业化生产,并将在今年年底实现6亿片的产能。石墨烯射频天线具有防伪、防撕、柔性、无污染、无法重复等优点,开创了有别于金属刻蚀标签的新应用,为物联网等各种应用场景所需天线提供了整体系统方案。

  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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  今年6月,在 “Graphene 2018”全球石墨烯春季大会期间,中国科学院院士刘忠范代表山东利特纳米技术有限公司领取了国际石墨烯产品认证中心(IGCC)颁发的全球首张“石墨烯材料”产品认证证书。首张IGCC证书的颁发不仅填补了全球石墨烯产业一直以来没有第三方认证机构的空白,而且为市场提供了选择高品质石墨烯产品的可靠手段,通过IGCC石墨烯产品认证工作的开展,将为石墨烯产业发展正本清源。

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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。

  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。

  橡塑用胶体石墨的使用,使橡胶制品、塑料制品的工业应用范围更广,同时延长了橡胶制品、塑料制品的使用寿命,橡塑用胶体石墨作为复合材料,能解决橡塑制品的不耐高温、不耐磨的问题,胶体石墨的种类不同、规格不同,胶体石墨价格就会不同。石墨粉是石墨粉碎加工而成,通过多次粉碎和生产工艺加工,可以加工成各种粒度规格的石墨粉,石墨粉的用途很广,可以应用在工业生产的各个领域,石墨粉厂家价格优惠,石墨粉的规格多,石墨粉性能好,还是要找辽阳宏图石墨粉厂家,各种种类的石墨粉用途在工业上应用有很多。

  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。

  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。

  正如诺贝尔物理学奖获得者安德烈海姆教授所言,中国的石墨烯产业正在引领全球石墨烯商业化发展。

  石墨烯创新创业大赛是中国石墨烯产业技术创新战略联盟打造的开放共享的“全球石墨烯双创”平台,旨在与各类创新主体携手合作,聚众智、汇众力,为国内外优秀石墨烯项目搭建展示的舞台,助力打通产业化最后一公里,实现创新链与产业链融合发展,推进石墨烯产业健康快速发展。

  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。

  记者了解到,2018年国际石墨烯创新大会特别设立了石墨烯检测与标准论坛,IGCC专家委员会主任、国际电工标准委员会(IEC/TC113)秘书长、欧盟石墨烯旗舰计划标准负责人Norbert教授等多名国际石墨烯标准检测领域的专家将齐聚西安,共同探讨石墨烯检测、标准与产品认证方面的问题,助力石墨烯产业规范化发展。

  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。”

  要推进产业的转型升级,促进国内石墨烯商业化应用,指导产业往高端、健康的方向发展,离不开国际合作。

  2014年,中关村000931股吧)科技园区丰台园正式启动首个以石墨烯新材料为关键技术的国际合作项目,与英国布鲁内尔大学等机构合作研发,实现新材料产业化,后又与比利时法语鲁汶大学、英国国家物理实验室等机构签约合作。

  石墨粉的用途和分类有很多,很多种类的石墨粉是根据其用途进行分类的,橡塑用石墨粉就是其中一种,橡塑专用石墨粉是专门应用在橡胶、塑料生产中的,橡塑专用石墨粉是很好的复合材料,橡塑专用石墨粉具有良好的润滑性、耐高温性、耐腐蚀性等,在橡胶、塑料生产中,能起到很好的作用。石墨粉价格是很多人所关心的问题,成吨要,石墨粉厂家价格便宜,少量包装要,石墨粉厂家价格贵,很多人问石墨粉多少钱一吨?但是实际只要几十公斤,这样石墨粉价格肯定是不一样的,一定要根据自己的实际需求量,这样也才能得到一个满意的石墨粉价格。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  “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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  今年5月,东旭光电000413股吧)科技股份有限公司的石墨烯路灯斩获2亿元大单。据悉,目前德国同类产品只做到40W,而东旭光电的石墨烯LED灯管目前已实现60W产品的量产,预计明年可实现100W产品的量产,其产品已在北京、大庆、湖州等20多个城市实现应用。该款产品还具备安装各类智能模块的能力,可成为构建智慧城市的基点。

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  自创新驱动发展战略实施以来,我国通过“双创”厚植社会创业创新的沃土,推动了新兴产业迅速发展,使很多传统产业焕发生机。而石墨烯作为新兴战略新材料,在带动传统制造业转型升级,培育新兴产业增长点,推动大众创新、万众创业的作用越来越显著。

  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。

  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。

  创新,是促进石墨烯工业化的技术来源;创业,是推动石墨烯市场化的不竭动力,石墨烯创新创业大赛本着发现创新创业人才、发掘优秀创业项目、营造石墨烯行业良好创业氛围的理念,引领广大创客们投身双创,助力中国梦。

  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。

  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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