Ist der auf Graphen basierende Lithium-Ionen-Akku von Huawei wirklich schwarz?

Vor kurzem gab Huawei bekannt, dass sein Forschungsinstitut erfolgreich eine Graphen-Lithium-Batterie entwickelt hat und bald in Produktion gehen wird. Obwohl diese Art von Nachrichten von vielen Menschen aus technischer Sicht nicht verstanden werden kann, fehlt es nicht an Aktualität, selbst wenn "Das Land kocht! Heute hat Huawei die Welt wieder einmal verblüfft". "Huawei hat gerade angekündigt, dass die USA in Panik geraten!" Diese Art von Artikel hat sich auch unter Freunden weit verbreitet. Es gibt jedoch viele Menschen, die sich über diese Technologie lustig machen und glauben, dass Huawei diese Spielerei für die Vermarktung verwendet. Was ist also die Wahrheit über Graphenbatterien?

Huawei bringt einen hochtemperaturbeständigen Graphen-lithium-akku mit langer Lebensdauer auf den Markt

Am 1. Dezember gab das Watt Lab des Central Research Institute von Huawei auf der 57. Japan Battery Conference bekannt, dass es in Kürze den ersten Lithium-Ionen-Akku der Branche auf Graphenbasis auf den Markt bringen wird. Dies ist das zweite Mal, dass Huawei auf dieser Konferenz neue Technologien vorstellt. Auf der 56. Japanischen Batteriekonferenz im vergangenen Jahr demonstrierte Huawei die superschnelle Ladetechnologie für Lithiumbatterien. Diese neue Ladegeschwindigkeit des Akkus ist das durchschnittliche Mobiltelefon. 10-mal kann ein 3000-mAh-Akku 48% des Stroms in 5 Minuten aufladen. Die Ladegeschwindigkeit ist drei- oder viermal höher als beim aktuellen Mainstream. Zur gleichen Zeit, als Huawei einen Lithium-Ionen-Akku auf Graphenbasis vorstellte, kündigten sie an, im Laufe des Jahres ein Mobiltelefon auf den Markt zu bringen, das mit einer superschnellen Ladung ausgestattet ist.

Daher kann es einige Zeit dauern, bis der in diesem Jahr gezeigte Lithium-Ionen-Akku auf Graphenbasis auf den Markt gebracht wird. Dies hat jedoch keinen Einfluss auf unsere Erwartungen an diese Batterietechnologie. Das größte Merkmal dieser Technologie ist, dass sie die thermische Stabilität und Lebensdauer der Batterie erheblich verbessern kann. Es ist wichtig zu wissen, dass die vorherige Lithiumbatterie nicht nur bei hohen Temperaturen ineffizient ist, sondern auch die Lebensdauer erheblich verkürzt. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die neue hochtemperaturbeständige Technologie auf Graphenbasis von Huawei die Obergrenze der Verwendungstemperatur von Lithium-Ionen-Batterien um 10 ° C erhöhen kann und die Lebensdauer doppelt so hoch ist wie die von normalen Lithium-Ionen-Batterien.

3,2 V 20 A Niedertemperatur-LiFePO4-Batteriezelle -40 ℃ 3 C Entladekapazität ≥ 70 % Ladetemperatur: -20 ~ 45 ℃ Entladetemperatur : -40 ~ + 55 ℃ Akupunkturtest bestehen -40 ℃ maximale Entladerate: 3 C

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In naher Zukunft werden die Auswirkungen dieser Technologie auf Mobiltelefone jedoch möglicherweise nicht sehr groß sein. Immerhin liegt die Arbeitstemperatur von Mobiltelefonen bei über 40 Grad Celsius, und das hohe Niveau ist nicht nur schädlich für Komponenten, sondern auch für das Wärmeableitungssystem von Mobiltelefonen. Der Benutzer spürt ein spürbares Brennen. Huawei sagte jedoch, dass die Forschungsergebnisse Innovationen in das Energiespeichergeschäft von Kommunikationsbasisstationen bringen werden. Die Lebensdauer externer Basisstationen mit Hochtemperatur-Lithium-Ionen-Batterien in heißen Regionen wie Afrika kann mehr als vier Jahre betragen. Lithium-Ionen-Batterien auf Graphenbasis sind auch für Elektrofahrzeuge und Drohnen von großem Nutzen, da beide häufig unter rauen Arbeitsbedingungen arbeiten.

Kann Graphen auch als Batterie verwendet werden? Die Chinesische Akademie der Wissenschaften sagt Ihnen, dass dies möglich ist

Es gibt jedoch auch viele Menschen, die Zweifel am Akku von Huawei haben. Wie kann Graphen als inaktives Material verwendet werden? Huawei sagte im Entwurf tatsächlich, dass dies eine Lithiumbatterie auf Graphenbasis ist, keine Graphenbatterie. Insbesondere hat Huawei Lithiumbatterien mit den hervorragenden Eigenschaften von Graphen transformiert.

Es versteht sich, dass das Prinzip des auf Graphen basierenden lithium-ionen-akkus von Huawei darin besteht, die thermische Stabilität des Akkus durch Zugabe eines Hochtemperatur-Zersetzungsadditivs zum Elektrolyten und einer großen positiven Einkristallelektrode mit hoher Temperaturstabilität zu erhöhen. Gleichzeitig wird Graphen zur effizienten Wärmeableitung eingesetzt. Die Erklärung von Huawei lautet wie folgt: 1 Fügen Sie dem Elektrolyten spezielle Additive hinzu, um Wasserspuren zu entfernen und eine Pyrolyse des Elektrolyten zu vermeiden. 2 Die positive Elektrode der Batterie ist mit großen ternären Einkristallmaterialien modifiziert, um die thermische Stabilität des Materials zu verbessern. ;; 3 Mit dem neuen Material Graphen kann eine effiziente Wärmeableitung zwischen der Lithium-Ionen-Batterie und der Umgebung erreicht werden.

Daher wird die Anwendung von Graphen durch Huawei nur dem Lithiumakku als Medium zugesetzt, das eine Rolle bei der Wärmeableitung und der Lebensdauer spielt. Wenn Sie sagen, dass die echte All-Graphen-Batterie zu Science-Fiction ist, heißt das nicht, dass es unmöglich ist. Vor einigen Tagen veröffentlichte die Chinesische Akademie der Wissenschaften einen Microblog, in dem die besonderen elektrischen und optischen Eigenschaften des zweidimensionalen Graphensystems veröffentlicht wurden. Diese Nachricht zog auch einige Benutzer an, die die Wahrheit nicht kannten, um sich über die chinesische Akademie der Wissenschaften Weibo lustig zu machen. Sie sagten, Huawei Beide seien kommerzialisiert und die chinesische Akademie der Wissenschaften studiere noch. Die Forschung zum photoelektrischen Phänomen von Graphen in der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat jedoch offensichtlich nichts mit der Graphen-Lithium-Batterie von Huawei zu tun. Der spezifische Prozess wird hier nicht zu viel erklärt.

Kosten und physikalische Eigenschaften sind die größten Einschränkungen für Graphen-Lithium-Batterien

Aber ist die Graphen-Lithium-Batterie wirklich eine revolutionäre Technologie? Es scheint noch zu früh, dies zu sagen. Das größte Hindernis für die kommerzielle Verwendung von Graphen - Kosten, Graphen wird in Lithiumbatterien verwendet und ersetzt die bisherige leitfähige Kohlenstoff- oder Graphitelektrode im Vergleich zum Marktpreis von Hunderten von Dollar pro Kilogramm Graphen. Diese zwei Tonnen werden verkauft Der Preis für Kohl und Hunderte von Dollar sind immer noch "minderwertige Qualität". Der Preis für wirklich ausgezeichnetes Graphen liegt bei mehreren tausend Yuan pro Gramm. Ist der Benutzer auf der Grundlage der aktuellen Batterie bereit, einen so hohen Rohstoffpreisunterschied im Austausch für die Vorteile der Verbesserung der Wärmebeständigkeit und der Verdoppelung der Lebensdauer zu nutzen? Ich fürchte nicht.

Und wenn es als Elektroden-Lithium-Interkalationsmaterial verwendet wird, werden die Oberflächeneigenschaften von Graphen leicht von der Außenwelt beeinflusst, und Stabilität und andere Eigenschaften sind schwer zu erfüllen, um die Anforderungen von Lithiumbatterien zu erfüllen. Selbst in Bezug auf die physikalischen Eigenschaften ist Graphen nach Angaben von Forschern besser als Silizium. Wenn Graphen Graphit ersetzt, kann es nur die doppelte Leistungsverbesserung erzielen, aber nach dem Umstieg auf Silizium beträgt der Auftrieb das Zehnfache.

Hohe Energiedichte bei niedriger Temperatur Robuster Laptop-Polymer-Akku Batteriespezifikation: 11,1 V 7800 mAh -40℃ 0,2C Entladekapazität ≥80% Staubdicht, sturzsicher, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

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Als Ergänzung zur herkömmlichen Lithiumbatterie ist Graphen zwar viel weiter fortgeschritten als die derzeitige Technologie, es ist jedoch aufgrund der Kosten und ihrer eigenen Eigenschaften von nun an schwierig, die herkömmliche Lithiumbatterie in verschiedenen Bereichen zu ersetzen. Im Allgemeinen sind Graphen-Lithium-Batterien immer noch ein Laborprodukt, und im Labor gab es eine Reihe von Kühlmethoden wie die Nanotechnologie, um die thermische Stabilität und Langlebigkeit zu verbessern. Graphen ist nur einer von ihnen. Die Nachfrage nach Graphen-Lithium-Batterien auf dem Markt und bei Anwendern ist nicht dringend.

Die breiten Perspektiven von Graphenmaterialien

Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Graphen-Technologie eine Blume ist. Graphen-Lithium-Batterien sind nur ein Versuch dieses Materials. Vielleicht ist Graphen nicht revolutionär in der Batterieleistung, sondern in anderen Bereichen Graphen. Die Änderungen können auf den Kopf gestellt werden, z. B. Halbleiteranzeigen für flexible Bauelemente, Energiematerialien, Superkondensatoren, Hochgeschwindigkeitstransistoren, optoelektronische Bauelemente usw.

Jetzt haben Forscher jedoch nicht herausgefunden, dass sie die Vorteile von Graphen auf das größte Feld bringen können. Jetzt schauen sich die Leute Graphenmaterialien an. Tatsächlich gibt es eine Art Blume namens Kaiser, die so eine gute Sache betrachtet, aber ich weiß nicht wie. Ähnlich wie bei Graphen gibt es auch eine „Kohlenstoffnanoröhrchen“ -Technologie, die im Labor verschiedene hervorragende Eigenschaften aufweist. Aufgrund von Kosten und Vorteilen ist es jedoch schwierig, herkömmliche Materialien und Technologien zu ersetzen.

Dies hat auch zu einem neuen Problem geführt, obwohl die Veränderungen, die Graphen für den Menschen mit sich bringen kann, nicht groß sind, aber die Forschungsinstitute und Universitäten immer noch in Eile sind, warum Sie raten können.

Anstatt neue Materialien wie Graphen als Ersatz für die traditionellen Materialien zu verwenden, ist es daher besser, neue Innovationen auf der Grundlage dieser Materialien und Technologien vorzunehmen und dann Revolutionen wie Energie und intelligente Hardware auszulösen, die der ultimative Ausweg aus diesen sein können Materialien. Aber wer hat so ein Talent und wer weiß, wo er jetzt ist? Was wir mit diesen Zuschauern machen können, ist nur zu warten, und der wissenschaftliche Sprung wird niemals über Nacht abgeschlossen sein.

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