Vergleich Graphenbatterie gegen Lithiumbatterie

Mit der Verbesserung der Technologie haben sich in den letzten zehn Jahren technologische Geräte wie Telefone, Fernseher und Computer erheblich verbessert. Unsere Häuser und Autos sind auch "schlauer" geworden als früher. Aus diesem Grund sind wir noch stärker von unseren verschiedenen Energiequellen abhängig, um die für die Stromversorgung unserer Geräte erforderliche Leistung bereitzustellen. Im Bereich der Stromversorgung für alle stehen Lithium-Ionen-Batterien ganz oben auf der Liste. Das Szenario scheint sich jedoch zu ändern. Es gibt jetzt die Anwendung von Graphen-Technologie und Batterien in einem breiteren Maßstab, um auch Energie zu speichern, wie sie Lithium-Ionen speichert.

Im Gegensatz zu den anderen Batterietypen hat die Lithium-Ionen-Batterie ein sehr geringes Gewicht und liefert die höchste Spannung mit der höchsten Energiedichte. Lithium-Ionen-Batterien sind aufgrund ihrer langen Lebensdauer auch die beliebteste Energiequelle in der Unterhaltungselektronik.

Obwohl es viele Vorteile hat, können und sollten die Nachteile, die es hat, nicht übersehen werden. Lithium-Ionen-Batterien können aufgrund ihrer großen Kapazität die Sicherheit gefährden. Wenn die Haltbarkeit ebenfalls Anlass zur Sorge gibt, sind sie nicht so langlebig wie andere, sie sind möglicherweise nicht überteuert, aber ihr Preis sollte billiger sein als er bereits ist. Und dann können sie je nach Fall auch über- oder überladen werden, was sich auf die Leistung im Laufe der Zeit auswirkt. Transportprobleme sind auch ein Problem, das Lithium-Ionen-Batterien mit sich bringen, da Lithium-Ionen-Batterien ein Risiko für den Versand darstellen. Der Grund, warum diese hervorgehoben werden, ist, dass dies Herausforderungen sind, die angegangen werden können und sollten. Gibt es im Moment eine bessere Option? Lassen Sie uns über Graphenbatterien sprechen.

Verwenden Graphenbatterien Lithium?

Wir wissen, dass Graphit ein elektrischer Leiter ist und in vielen Anwendungen wie Bogenlampenelektroden nützlich ist. Graphen kann aufgrund des starken Vorhandenseins von Elektronen in den Kohlenstoffschichten Elektrizität leiten (dies ist ein Phänomen, das als Aromatizität bezeichnet wird). Dies sind Valenzelektronen, die sich frei in anderen bewegen können, um Elektrizität zu leiten. Aber dann wird der Strom hauptsächlich in der Ebene der Schichten geleitet. Die Eigenschaften der Wärmeleitung von Pulvergraphit ermöglichen auch die Verwendung als Drucksensor in Kohlenstoffmikrofonen.

Eine große Mehrheit der Lithium-Ionen-Batterien verwendet Graphitpulver als Anodenmaterial. Die Graphitmaterialien werden synthetisch hergestellt (künstlicher Graphit) oder aus der Erde gewonnen (natürlicher Graphit). Anschließend werden sie einer intensiven Behandlung oder Verarbeitung unterzogen, bevor sie in Form einer Anode zu einem Kupferblech eingebrannt werden. Es ist bekannt, dass Graphitanoden die verschiedenen Spannungsanforderungen der meisten gängigen Lithium-Ionen-Kathoden erfüllen. Sie sind relativ billig, sehr leicht und porös und langlebig.

Technologische Erklärung der Graphenbatterie und der Lithiumbatterie

Auf Graphen basierende Batterien werden derzeit für verschiedene kommerzielle Anwendungen untersucht. Die verbesserte Leistung und die bewundernswerten Vorteile des Lebenszyklus der Batterie auf Graphenbasis im Vergleich zu herkömmlichen Metallionenbatterien sind jedes Mal und jeden Cent wert, der für das Studium aufgewendet wird.

Graphen ist eine Schicht aus gebundenen Kohlenstoffatomen in Form eines Gitters mit Wabenmuster und wird als "Wundermaterial" bezeichnet. Dies liegt an den zahlreichen erstaunlichen Eigenschaften, die es hat. Es ist ein starker Leiter für thermische und elektrische Energie. Graphen ist extrem leicht, chemisch inert und auch flexibel. Aber das ist noch nicht alles, Graphen hat auch eine große Oberfläche. Es wurde auch als umweltfreundlich und als solches nachhaltig angesehen, mit unbegrenzten Möglichkeiten für viele Anwendungen.

Bei der Untersuchung von Batterien haben sich die Elektrodenmaterialien für herkömmliche Batterien (und die zukünftigen) mit der Einführung von Graphen erheblich verbessert. Eine Graphenbatterie ist normalerweise leicht und kann Energie mit hoher Kapazität speichern. Sie laden sich auch schnell auf, sodass sie bekanntermaßen die Ladezeiten verkürzen. Dies verlängert die Lebensdauer der Batterie und wirkt sich negativ auf die Menge an Kohlenstoff aus, die auf den Elektroden abgelagert oder hinzugefügt wird, um die Leitfähigkeit sicherzustellen, und Graphen erhöht die Leitfähigkeit, ohne der Menge an Kohlenstoff, die wie bei herkömmlichen Batterien verwendet wird, etwas hinzuzufügen.

Eine Einführung von Graphenen in Batterien kann die Eigenschaften der Batterie wie Dichte und Energieform verbessern, und dies auf unterschiedliche Weise. Lithium-Ionen-Batterien (und die anderen Arten von wiederaufladbaren Batterien) können verbessert werden, indem Graphen in die Batterieanode eingeführt wird und die Leitfähigkeit des Materials und eine große Fläche zur Optimierung und morphologischen Leistung genutzt werden.

Graphen verleiht Batteriekathoden und -anoden eine große Oberfläche. Sie können mehr Energie speichern und gleichzeitig die Energiemenge erhöhen, die von der Batterie zurückgehalten werden kann, wodurch der Energieverlust verringert wird.

Überholen Graphenbatterien die Lithiumbatterie?

Da Graphen häufig so häufig verwendet wird, werden wir gefragt, ob die Technologie in Zukunft Lithium-Ionen-Batterien überholen wird.

Sie können an diese Technologie denken, zum Beispiel an das GSM oder das mobile Gerät der Batterien für die Zukunft. Können Sie sich vorstellen, wie Graphen ein vollflexibles Mobiltelefon hervorbringen kann, indem es den Herstellern ermöglicht, flexible Graphenbatterien herzustellen, mit denen sie wiederum flexible Displays für mobile Geräte und flexible Schaltkreise herstellen können? Wenn Sie an tragbare Geräte denken, können Graphenbatterien in die Stoffe eingearbeitet werden, die Menschen tragen. Dies hilft Ihnen dabei, Ihre Interaktion mit der Umwelt zu ändern. Dies wird noch vielversprechender, da Sie Sensoren an Ihrem Körper oder Ihrer Haut haben können, die Ihnen helfen können, wichtige Körperzeichen zu lesen. Es versteht sich von selbst, dass Graphen auch für das medizinische Labor großartig sein wird.

Eine weitere wichtige Anwendung der Graphen-Technologie ist die Stromversorgung von Hochgeschwindigkeits-Internetgeräten. Diese Geräte verbrauchen viel Energie und benötigen mehr als nur Lithium-Ionen-Batterien, um sie mit Strom zu versorgen. Wenn Sie diese Anwendung möchten, möchten Sie möglicherweise die Graphen-Technologie.

Derzeit macht die Herstellung von Graphenbatterien nicht möglich, dass sie Lithium-Ionen-Batterien überholen können. Dies liegt daran, dass Graphenbatterien, obwohl sie vielversprechend sind, noch viel Arbeit zu tun haben, um sie in großen Mengen für die Öffentlichkeit produzieren zu können.

Die Kosten sind ein weiteres Problem, das die Verwendung von Graphenbatterien in größerem Maßstab abschwächen kann. Ihre Herstellung ist teurer als die von Lithium-Ionen-Batterien.