Was sind die Probleme, mit denen Graphen als negatives Elektrodenmaterial für Lithiumbatterien konfrontiert ist?

In den letzten Jahren war Graphen, ein preisgekröntes Material, von der Gesellschaft weit verbreitet und enthält auch Nachrichten über verschiedene "Graphenbatterien" in verwandten Medien.

Die Massen mögen zu diesem Zeitpunkt neugierig sein: Wie viel Graphen wird in diesem Material verwendet, kann es sich darauf verlassen, um eine Reihe technischer Engpässe bei Materialien, Batterien usw. zu lösen und Elektrofahrzeugen, energiespeichern und anderen Branchen zu helfen springen? Online-Beschichtung kombiniert mit der tatsächlichen gibt die richtige Antwort!

Kostenproblem

Traditioneller leitfähiger Ruß und Graphit werden in Tonnen (eine Tonne Zehntausende) verkauft. Kann es auf der Grundlage des in Gramm verkauften Graphens auf diesen Preis reduziert werden? Selbst wenn das Graphen nach einigen Medienberichten auf 3 Yuan / g reduziert wird, muss es auch in Tonnen von 3 Millionen Yuan / Tonne umgewandelt werden. Wir müssen wissen, dass alle Arten von Materialien, die in lithiumbatterien verwendet werden, Zehntausende Tonnen von Dingen sind und unter dem Druck aller Lebensbereiche stehen, die Preise zu senken. Es ist völlig unrealistisch, sie durch Graphen zu ersetzen.

Wenn es billiger sein kann, behaupten einige Unternehmen, dass ihr Graphen dem Preis von gewöhnlichem Ruß und Graphit nahe kommen kann. Tatsächlich ist das zu diesem Zeitpunkt verwendete Material ein Graphit-Mikrochip (kann Dutzende von Schichten aufweisen), nicht einzelne oder mehrere Schichten. Graphen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Problem der Hersteller das Konzept falscher Propaganda und Hype, das die Integrität der Regierung und der Steuerzahler verletzt.

2. Prozessmerkmale sind nicht kompatibel

Das heißt, die spezifische Oberfläche von Graphen ist zu groß, was viele Prozessprobleme beim Dispergieren und Homogenisieren der vorhandenen Lithiumionenbatterie mit sich bringt. Wer ist bereit, diese Technologie anzuwenden, wenn der Anpassungsprozess der Batteriefabrik erschöpft ist und keine ausreichende Gewinnspanne aufgrund bahnbrechender Leistungsindikatoren vorhanden ist? Die Oberflächeneigenschaften von Graphen werden stark vom chemischen Zustand, der Chargenstabilität, der Lebensdauer usw. beeinflusst. Es gibt viele Probleme, und derzeit kann es die detaillierten Anforderungen der Lithiumbatterieproduktion nicht erfüllen.

In Bezug auf den Einfluss von Graphen auf den tatsächlichen Aufschlämmungsprozess stellten die Ergebnisse der Offenlegungen von Oak Ridge NaTIonal Laboratory und Vorbeck (bekannt als Graphenindustrie) fest, dass Graphen einen negativen Einfluss auf die Leistung des Aufschlämmungsprozesses hat.

Selbst wenn die obigen Probleme gelöst sind, bestehen die folgenden Probleme.

3. Geringe Effizienz

Wenn Graphen als negative Elektrode verwendet wird: Theoretisch ist es höchstens doppelt so groß wie eine negative Graphitelektrode, der erste Wirkungsgrad ist gering und die Leistung wird stark vom Oberflächenzustand beeinflusst.

4. Graphen ist als leitfähiges Mittel teuer

Graphen kann als leitfähiges Mittel verwendet werden, um ein schnelles Laden und Entladen zu fördern. Theoretisch kann die Ratenleistung verbessert werden. Wenn der Dispersionsprozess jedoch nicht inkonsistent ist, liegen alle Dinge in der Luft. Darüber hinaus hat die Kohlenstofffamilie viele kostengünstige Materialien und existiert nicht. Der Grund für die Verwendung von teurem Graphen ist nicht zu verwenden; und Graphen ist ein 2D-Material, und wenn es in Kombination mit einem elektrodenaktiven Material entfaltet wird, blockiert es den Durchgang der Lithiumionendiffusion. Wenn es wirklich praktisch ist, ist es daher nützlich oder schädlich. In der Tat ist es nicht sehr gut zu sagen.

Wenn wir online beschichten, lassen Sie uns ein wenig darüber sprechen: Graphen ist nur eine Art Nanomaterial. In den letzten zehn Jahren war die Forschungsgemeinschaft für Nanomaterialien oft zu geneigt, Hacken und "Bewässerung" herzustellen, und die Reproduzierbarkeit der Arbeit ist oft sehr schlecht. Die Trennung zwischen Technologie und praktischem Ziel ist sehr ernst. Dieses Phänomen wurde von einigen Leuten in der wissenschaftlichen Forschungsgemeinschaft und der Industrie weithin anerkannt.

Zum Beispiel haben Lithium Power Goodenough, Mauger und Julien MITs Batteriematerialien für ultraschnelles Ging und Disging in Frage gestellt und einen Artikel veröffentlicht. Nicht unterstützte Behauptungen über ultraschnelles Ging von LiFePO4-Li-Ionen-Batterien. Laden, die entsprechende Zeit beträgt einige Minuten Laden und Entladen), denken, dass diese Ergebnisse höchstens konzeptionell machbar sind.

Die hervorragende Leistung vieler Nanomaterialien spiegelt sich nur in der Laborkapazität von Gramm oder sogar Mikrogramm wider. Viele der Aussichten für eine Scale-up-Produktion weisen inhärente Mängel auf, und viele Technologien, die auf Materialien im Mikrometerbereich in der bestehenden Industrie basieren, sind grundsätzlich nicht kompatibel.

Darüber hinaus sind Nanomaterialien häufig nur in Form von niedrigdimensionalen Materialien vorhanden oder werden verwendet und können in praktischen makroskopischen dreidimensionalen Anwendungen nicht wirklich angewendet werden. Der Autor schlägt vor, dass die Regierung die Entwicklung von Technologien mit Industrialisierungsperspektiven aus politischer Sicht fördern, die Unterstützung für Pilotprojekte erhöhen und den Zweck der Auswahl von Talenten und Fähigkeiten erreichen sollte, damit die wissenschaftliche Forschung den Fortschritt der Industrietechnologie besser fördern kann.

5. Mit Graphen funktionell beschichtete Aluminiumfolie ist teuer

Was die mit Graphen funktionell beschichtete Aluminiumfolie betrifft: Ihre tatsächliche Leistung ist im Vergleich zur gewöhnlichen kohlenstoffbeschichteten Aluminiumfolie (A123 in Kombination mit Henkel) nicht wesentlich verbessert, aber die Kosten und die Prozesskomplexität sind stark erhöht und die Möglichkeit der Kommerzialisierung der Technologie ist sehr niedrig.

Kurz gesagt, Graphen wird als negatives Elektrodenmaterial für Lithiumionenbatterien verwendet, was keine offensichtlichen Leistungsvorteile gegenüber herkömmlichen Materialien auf Kohlenstoffbasis aufweist, und die Anwendung von Nanomaterialien ist schwierig, die Kosten sind hoch und die Entwicklungsaussichten sind besorgniserregend .

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