En sammenlignende analyse af relaterede superkondensatorer, lithiumbatterier og grafenbatterier

Og superkondensatorer er to slags energilagringsenheder med stort potentiale og bred anvendelse. Deres principper, karakteristika og anvendelsesområde er forskellige, og hver har sine egne fordele. Fra begyndelsen er grafen blevet hyldet som et revolutionerende energilagringsmateriale på grund af dets stærke elektriske ledningsevne.

5 minutter at oplade! 500 kilometer rækkevidde! Graphene batteri strømforsyning uden bekymringer!

Grafen er en flad monoatomisk film sammensat af kulstofatomer. Den er kun 0.34 nanometer tyk. Et lag er 150,000 gange diameteren af ​​et menneskehår. Det er i øjeblikket det tyndeste og stærkeste nanomateriale kendt i verden, med god lystransmission og foldningsevne. Fordi der kun er ét lag af atomer, og elektronerne er begrænset til ét plan, har grafen også helt nye elektriske egenskaber. Grafen er det mest ledende materiale i verden. Grafen komposit ledende pulver er tilføjet til det traditionelle mobiltelefon lithium batteri for at forbedre batteriets opladning og afladning ydeevne og cyklus levetid.

Imidlertid er de tekniske vanskeligheder i forberedelsesprocessen den største hindring for at realisere potentialet i grafen. I øjeblikket er de fleste grafenbatteriteknologier stadig i den eksperimentelle udviklingsfase. Skal vi virkelig vente længe?

For nylig har Polycarbon Power, et helejet datterselskab af Zhuhai Polycarbon Composite Materials Co., Ltd., udviklet et ægte kommercielt grafenbatteriprodukt, der bringer grafenbatterier i laboratoriestadiet ind på batterimarkedet og med succes løst problemet med grafenbatterier . Ustabil, langsom opladningshastighed og lav kapacitet på eksisterende strømforsyningsbatterier.

Zhuhai Polycarbon vedtager designkonceptet med omfattende ydelsesbalance, introducerer smart nye grafenbaserede kompositkulstofmaterialer i de positive og negative elektroder på kondensatorbatterier og kombinerer almindelige superkondensatorer med højenergibatterier for at udvikle en ny type ultrahøjtydende batteri. .

Først og fremmest vil grafenbatterier først blive anvendt på batterier til elektriske køretøjer. Det forventes, at de vil kunne mødes med brugere i slutningen af ​​dette år eller begyndelsen af ​​næste år. I anden halvdel af næste år vil kommercielle grafenbatterier inden for applikationer til mobiltelefonbatterier også se dig. På det tidspunkt kan mobiltelefonbatterier Livshurtig opladning og sikkerhedsproblemer løses én efter én.

En medarbejder i Zhuhai Polycarbon Composite Materials Co., Ltd. introducerede, at lithiumjernfosfatbatterier og lithiummangansyrebatterier er almindelige elektriske køretøjsbatterier på markedet. Disse tre slags batterier har deres fordele og ulemper, men bilkøbere kan vælge forskellige batterier alt efter deres fordele og ulemper. Der er også et grafenbatteri, som er en banebrydende innovation, der kan forhindre selvantændelse som Teslas batteri.

Polycarbon Power har mestret forberedelsesteknologien til grafenbatterier. Tilføjelse af grafen til det positive elektrodemateriale og det positive elektrodemateriale i lithiumbatteriet reducerer batteriets indre modstand, hvorved der opnås højhastigheds og hurtig opladning og afladning, og batteriets cykluslevetid forbedres betydeligt. Det forbedrer også batteriets ydeevne til at modstå høje og lave temperaturer. Dette er kerneteknologien i Polycarbon Power, som ikke kan kopieres af andre virksomheder. Populariteten af ​​graphene batterier vil være et spring for elektriske køretøjer. Når først grafenbatterier er påført elektriske køretøjer, vil de have forstyrrende ændringer i hele bilindustrien.

‘S kerneteknologi

Det centrale teknologiske mysterium er at adoptere designkonceptet med omfattende ydelsesbalance og på en smart måde introducere nye grafen-baserede kompositkulstofmaterialer i de positive og negative elektroder på kondensatorbatterier for at opnå kombinationen af ​​almindelige superkondensatorer og højenergibatterier og derved kombinere fremragende ydeevne af almindelige superkondensatorer og batterier kombineret.

brug

Grafen-kulstofkondensatorbatteri er en ny universel strømkilde. Det kan løse strømproblemet med elektriske køretøjer og kan også anvendes på overfladeskibe, ubåde, ubemandede luftfartøjer, missiler og rumfartsfelter. Især dens unikke sikkerhedsydelse vil have en dyb indvirkning på udviklingen af ​​elbilindustrien. Dette produkt kombinerer fordelene ved lithiumbatteriers energitæthed og superkondensatorers effekttæthed. Ifølge den nye nationale standard kan produktets cykluslevetid nå mere end 4000 gange, og driftstemperaturen varierer fra minus 30 grader Celsius til over 70 grader Celsius. På grundlag af at sikre et vist kilometertal, kan højstrøms hurtigopladning og lang cykluslevetid opnås.

Teknologisk gennembrud

Det nye komplette grafenkulstofkapacitetsbatteri har fordelene ved stor kapacitet, elektrisk energi omdannes til kemisk energi og frigives derefter til elektricitet. Dens energitæthed er højere end de bedste nuværende lithiumbatterier, og superkondensatorernes effekttæthed er tæt på batteriets og den traditionelle kondensatorstruktur. , Anerkend fordelene ved batterier og kondensatorer.

ydelsesfordel

Sikkert og stabilt, det nye grafen polycarbon kondensatorbatteri, efter at være blevet fyldt med en sømpistol, vil det kortslutte og ingen reaktion; den vil ikke eksplodere, når den antændes.

Opladningshastigheden er hurtig, og graphene polycarbon batteriet kan oplades ved en høj strøm på 10C. Det tager kun 6 minutter at oplade et enkelt batteri helt, og mere end 95 % kan lades fuldt op på 10 minutter med hundredvis af batterier forbundet i serie.

Høj effekttæthed, op til 200W/KG~1000W/KG, hvilket svarer til mere end 3 gange lithiumbatterier.

Fremragende egenskaber ved lav temperatur, kan arbejde i et miljø på minus 30 ℃.

Princippet og ydeevnen for kapacitive lithiumbatterier er fuldt analyseret

1. Arbejdsprincippet for superkondensatorer og lithiumbatterier

2. Grundlæggende forskning og udvikling af kapacitive lithiumbatterier

1) Hyppige påvirkninger af høj strøm har åbenlyse negative virkninger på batteriets ydeevne;

2) Tilslutning af store kondensatorer i begge ender af batteriet kan faktisk buffer indvirkningen af ​​stor strøm på batteriet og derved forlænge batteriets cykluslevetid;

3) Hvis den interne forbindelse bruges, er hver batterimateriale-partikel beskyttet af kondensatoren, hvilket kan forlænge batteriets cykluslevetid og forbedre batteriets strømegenskaber.

1480302127385088553. jpg

3. Arbejdsprincippet for kapacitivt lithiumbatteri

Det elektriske dobbeltlags kapacitive lithiumbatteri er en kombination af arbejdsprincippet for superkondensatorlithiumbatteriet, lithiumbatteriets elektrodemateriale og superkondensatorens elektrodemateriale. Komponenterne har både det kapacitive elektriske dobbeltlags fysiske energilagringsprincip og det indlejrede kemiske lager. Lithiumbatteri baseret på energiprincippet og danner således et kapacitivt lithiumbatteri.

Nøgle tekniske problemer i udviklingen af ​​kapacitive lithiumbatterier:

Elektrodeelement design;

arbejdsspændingstilpasningsproblem;

elektrolytelement design;

Strukturelt design problem matchende ydeevne;

Applikationsteknologi.

4. Klassificering af kapacitive lithiumbatterier

5. Kapacitiv lithium batteri ydeevne

6. Kapacitive lithium batteri applikationer

Elektriske køretøjer strømforsyning;

Elektrisk motorcykel, cykel strømforsyning;

Forskellige elektriske energilagringsenheder (vindenergi, solenergi, energilagringsskabe osv.);

elektrisk værktøj;