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特斯拉提振石墨烯 中日韩战三元材料

导读: 在尝试了市面上超过300种电池后,特斯拉才认定三元锂电池。从全球范围来看,中日韩三方对三元材料的研发生产都在不断推进。与时俱进的特斯拉要想进一步提升电池技术,目光应该着眼与

  石墨烯或成特斯拉电池理想候选材料

  特斯拉CEO马斯克在接受英国汽车杂志采访时表示,目前正在研究高性能电池,特斯拉汽车很快将能行驶805公里,相比目前增长近70%。特斯拉对电池技术的革新,将引发市场对提升锂电池能量密度材料的关注。石墨烯具有高导电性和良好的柔韧性,是柔性储能器件的理想候选材料之一。

  柔性屏、锂电池、超级电容是石墨烯短期最具吸引力的三个应用领域。(1)柔性屏将给消费电子领域带来革命性变化,手机与平板电脑实现完美统一;(2)石墨烯可用于锂电池的负极复合材料和导电添加剂,锂电池比容量可以从370mAh/g提升到540mAh/g,同时大幅提升电池充放电速度;(3)超级电容器的正负极换成石墨烯后(原为石墨),可大幅提高其比电容密度和额定电压,同时降低电容器的等效电阻。

  对于锂电池而言,电极材料是决定其能量密度的关键因素。目前锂电池负极材料的主要种类有天然石墨(59%),人造石墨(30%),中间相炭微球(8%)及其他类型(3%),石墨类负极材料仍然占据主流地位。由于现有技术限制,当前主流负极材料(如人造石墨、中间相碳微球等)并不能大幅提高锂电池能量密度,负极材料市场急需高效的新型材料。

  公开资料显示,近年来石墨烯等新型负极材料的研发与应用,开始受到业内的关注。石墨烯是一种新型材料,是已知材料中最薄的一种。由于它的电阻率低,电子迁移的速度极快,表面积大和电性能良好,被科学家认为是锂离子电池的理想电极材料。

  研究证明,将石墨烯应用于锂离子电池负极材料中,可以大幅度提高负极材料的电容量和大倍率充放电性能。石墨烯可阻止复合材料中纳米粒子的团聚,缓解充放电过程中的体积效应,延长材料的循环寿命。粒子在石墨烯表面的附着,可减少材料形成SEI膜过程中与电解质反应的能量损失。

  近年来,国内高校和研究机构进行了石墨烯材料的研究工作,企业也开始推进石墨烯负极材料的产业化进程。2011年11月,常州第六元素材料科技股份有限公司成立,将生产用于锂电池负极材料的石墨烯。2012年4月,大连丽昌新材料有限公司建成了全自动石墨烯负极材料生产线,年产能达300吨。机构预计,随着石墨烯技术的突飞猛进,石墨烯的特性将提升锂电池的能量密度,进而解决电动汽车的续航里程问题。

  动力锂电池材料路线之争 中日韩三元材料大战

  在尝试了市面上超过300种电池后,特斯拉才认定三元锂电池

  特斯拉电池技术总监Kurt Kelty给出的理由是:能量密度更大且稳定性、一致性更好;可以有效降低电池系统的成本;尺寸小但可控性和安全性都不断提高。

  事实证明,Kurt Kelty的选择绝对正确。

  在特斯拉从首款车型Roadster向目前最风靡的Model S“转型”的4年时间里,电池组成本已经下降了约44%,并且会继续下降。

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