¿Cuáles son los problemas que enfrenta el grafeno como material de electrodo negativo para baterías de litio?

En los últimos años, el grafeno, un material premiado, ha sido muy preocupado por la sociedad, y también está lleno de noticias de varias "baterías de grafeno" en medios relacionados.

Las masas pueden tener curiosidad en este momento: ¿cuánto es el uso de grafeno en este material? ¿Se puede confiar en él para resolver una serie de cuellos de botella técnicos encontrados en materiales, baterías, etc., ayudando a los vehículos eléctricos, almacenamiento de energía y otras industrias? saltar? ¡El revestimiento en línea combinado con el real da la respuesta correcta!

Problema de costos

El negro de humo y el grafito conductores tradicionales se venden en toneladas (una tonelada de decenas de miles). Sobre la base del grafeno vendido por gramo, ¿se puede reducir a este precio? Incluso si el grafeno se reduce a 3 yuanes / g según algunos informes de los medios, también se requiere convertirlo en toneladas de 3 millones de yuanes / tonelada. Debemos saber que todo tipo de materiales utilizados en las baterías de litio son decenas de miles de toneladas de cosas, y están bajo la presión de todos los ámbitos de la vida para reducir los precios. Es totalmente irreal reemplazarlos con grafeno.

Si puede ser más barato, algunas empresas afirman que su grafeno puede acercarse al precio del grafito y el negro de carbón común. De hecho, el material utilizado en este momento es un microchip de grafito (puede tener docenas de capas), no una o varias capas en absoluto. Grafeno. En este momento, el problema que tienen los fabricantes es el concepto de falsa propaganda y exageración, que atenta contra la integridad del gobierno y de los contribuyentes.

2. Las características del proceso no son compatibles

Es decir, el área de superficie específica del grafeno es demasiado grande, lo que trae muchos problemas de proceso al proceso de dispersión y homogeneización de la batería de iones de litio existente. Si se agota el proceso de ajuste de la fábrica de baterías y no hay suficiente margen de beneficio impulsado por indicadores de rendimiento revolucionarios, ¿quién está dispuesto a aplicar esta tecnología? Las características de la superficie del grafeno se ven muy afectadas por el estado químico, la estabilidad del lote, el ciclo de vida, etc. Hay muchos problemas y, en la actualidad, no puede cumplir con los requisitos detallados de la producción de baterías de litio.

Con respecto a la influencia del grafeno en el proceso real de suspensión, los resultados de las divulgaciones del Laboratorio Nacional Oak Ridge y Vorbeck (conocida como la industria del grafeno), encontraron que el grafeno tiene un impacto negativo en el rendimiento del proceso de suspensión.

Incluso si se resuelven los problemas anteriores, existen los siguientes problemas.

3. Baja eficiencia

Si se usa grafeno como electrodo negativo: en teoría, es como máximo el doble de la capacidad de un electrodo negativo de grafito, la primera eficiencia es baja y el rendimiento se ve muy afectado por el estado de la superficie.

4. El grafeno es caro como agente conductor

El grafeno se puede utilizar como agente conductor para promover una carga y descarga rápidas. En teoría, se puede mejorar el rendimiento de la tasa. Sin embargo, si el proceso de dispersión no es inconsistente, todo está en el aire. Además, la familia del carbono tiene muchos materiales económicos y no existe. La razón para usar grafeno costoso no debe usarse; y el grafeno es un material 2D, y si se despliega en combinación con un material activo de electrodo, bloquea el paso de la difusión de iones de litio. Por tanto, si es realmente práctico, será beneficioso o perjudicial. De hecho, no es muy bueno decirlo.

Recubrimiento en línea, hablemos un poco: el grafeno es solo una especie de nanomateriales. En los últimos diez años, la comunidad de investigadores de nanomateriales a menudo se ha inclinado demasiado a fabricar azadones y "regar", y la reproducibilidad del trabajo suele ser muy deficiente. La desconexión entre la tecnología y el objetivo práctico es muy grave. Este fenómeno ha sido ampliamente reconocido por algunas personas en la comunidad de investigación científica y la industria.

Por ejemplo, Lithium Power Goodenough, Mauger y Julien han cuestionado los materiales de la batería del MIT por su ging y disging ultrarrápidos, y publicaron un artículo Declaraciones no respaldadas de ging ultrarrápido de las baterías de iones de litio LiFePO4. Cargue, el tiempo correspondiente son unos minutos de carga y descarga), piense que estos resultados son, como mucho, conceptualmente factibles.

El excelente rendimiento de muchos nanomateriales solo se refleja en el nivel de laboratorio de capacidad en gramos o incluso en microgramos. Muchas de las perspectivas de producción a gran escala tienen defectos inherentes, y muchas tecnologías basadas en materiales a escala micrométrica en la industria existente son fundamentalmente incompatibles.

Además, los nanomateriales a menudo solo están presentes o se utilizan en forma de materiales de baja dimensión y no pueden aplicarse realmente en aplicaciones tridimensionales macroscópicas prácticas. El autor sugiere que el gobierno debe promover el desarrollo de tecnologías con perspectivas de industrialización desde la orientación política, incrementar el apoyo a proyectos piloto y lograr el propósito de seleccionar talentos y habilidades, para que la investigación científica pueda promover mejor el avance de la tecnología industrial.

5. El papel de aluminio con revestimiento funcional de grafeno es costoso

En cuanto al papel de aluminio con revestimiento funcional de grafeno: su rendimiento real no mejora mucho en comparación con el papel de aluminio con revestimiento de carbono ordinario (A123 combinado con Henkel), pero el costo y la complejidad del proceso aumentan mucho y la posibilidad de comercialización de la tecnología. Es muy bajo.

En resumen, el grafeno se utiliza como material de electrodo negativo para baterías de iones de litio, que no tiene ventajas de rendimiento obvias sobre los materiales tradicionales a base de carbono, y la aplicación de nanomateriales es difícil, el costo es alto y las perspectivas de desarrollo son preocupantes. .

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