次世代EV電池?石墨烯充電快5倍 能源密度高 不會過熱

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MoneyDJ新聞 2021-01-18 13:37:51 記者 陳苓 報導

英國曼徹斯特大學2004年分離出超級材料石墨烯(graphene)後,越來越多新創業者投入研發,相信石墨烯能打造出次世代電池和電動車,充電時間更短、能源密度更高、而且沒有過熱風險。

OilPrice 17日報導,石墨烯只有一個原子層厚度,是電流和熱能超級導體。石墨烯的強度是鋼鐵的100倍、卻比鋼鐵輕了6倍。此種材質能延緩鋰電池的升溫速度,讓充電時間加快5倍。新創業者Real Graphene表示,由於石墨烯的電阻低,導熱時能在電池平均傳播熱能,協助電池保持低溫。

目前石墨烯尚未用於電動車(EV)或儲能裝置,但是石墨烯開發商認為,此種超級材料的機械特質有望開發出更強大、更安全、充電更快的電池。曼徹斯特大學研究人員表示,石墨烯不只能用於消費電子商品、也能用於電動車、以及風電和光電的儲能裝置。開發出石墨烯超級電容器,將能創造出性能超強的電動車,這是因為石墨烯電容器非常輕,能減少車體重量。

加州洛杉磯的石墨烯生產商Nanotech Energy,2020年發佈了不易燃的高性能石墨烯電池,準備邁向商用。該公司共同創辦人兼技術長Maher El-Kady表示,他們利用石墨烯非凡的電子和機械特性,提高電池容量。為了改善鋰離子電池的安全性,並設計出不易燃的電解液,能承受高溫,又不會起火。他認為石墨烯電池是顛覆業界現狀的新電池科技。

韓研發"鋰空氣電池"、電動車充電1次可跑1千公里

市場上新電池技術百家爭鳴,BusinessKorea、Pulse去年12月報導,韓國蔚山國家科學技術研究院(UNIST)宣布,與三星先進技術研究院(Samsung Advanced Institute of Technology)合作開發出新型的鋰空氣電池,採用全新的陶瓷材料以延長電池壽命。

鋰空氣電池的陽極是鋰,陰極是空氣中的氧,由兩者交互作用達成充放電。由於鋰空氣電池用氧氣取代現行電池陰極的金屬,能大幅減輕重量,而且此種電池傳導性高、成本低廉,被視為次世代電池。一般認為,鋰空氣電池的能源密度是傳統鋰離子電池的十倍。

然而,鋰空氣電池的一大問題是充放電過程中產生的活性氧,會影響電池壽命。韓國團隊用基於超級電腦的量子物理模型,合成出全新的高效能陶瓷材料,用此種陶瓷取代原本的有機材料,可以讓電池壽命延長十倍,能夠充放電至少100次。

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