Was ist eine Graphenbatterie?

Was ist eine Graphenbatterie?



Graphenbatterien sind eine neue Entwicklungsperspektive für Lithiumbatterien. Die Graphen-Batterietechnologie stand schon immer im Mittelpunkt unserer Aufmerksamkeit.






Vorteile von Graphen in Lithiumbatterien



Graphen spielt eine Rolle bei der Verbesserung der Wärmeableitung in der Lithiumbatterie, anstatt den positiven und negativen Elektroden der Lithiumbatterie Graphen hinzuzufügen. Daher erhöht Graphen in der Batterie weder die Lade- und Entladerate, noch erhöht es die Energiedichte, noch verbessert es die Leitfähigkeit. Es handelt sich um eine Lithiumbatterie. Huawei hat beispielsweise einen Lithium-Akku mit besserer Wärmeableitungsleistung hergestellt. Die Graphenschicht realisiert die Wärmeableitung.





Warum sollten Lithiumbatterien die Wärmeableitung verbessern?



Wird die Wärmeableitung verbessert, wenn der Handychip voll geladen ist? Nein, wie hoch ist die Temperatur des Mobiltelefons? Die Volllastbetriebszeit des Mobiltelefonchips macht weniger als 1 % der Nutzungszeit des Mobiltelefons aus. Mobiltelefone und andere zivile elektronische Geräte sind typische Anwendungen bei niedrigen Temperaturen, und gewöhnliche Lithiumbatterien bedürfen keiner weiteren Verbesserung. Allerdings ist die Temperatur mancherorts sehr hoch. Beispielsweise hat eine Basisstation in der Nähe des Äquators eine Arbeitsumgebung für Backup-Batterien von 50 °C. Bei gewöhnlichen Lithiumbatterien steht diese Temperatur kurz vor dem Zusammenbruch. Bisher konnten nur Akkus mit größerer Kapazität auf der Kopfhaut die Anforderungen an Lade- und Entladezyklen erfüllen. Der Einfluss der Temperatur auf die Batterie besteht hauptsächlich darin, die Verdunstung von Wasser im Elektrolyten zu beschleunigen. Bei dieser Huawei-Batterie wird Wasser vollständig aus der Elektrolytformulierung entfernt und eine Graphen-Wärmeableitungsschicht verwendet. Die beim Laden und Entladen der Batterie entstehende Wärme lässt sich leichter abgeben. Huawei gibt eine Reihe von Leistungsdaten an, das heißt, nach 2000 Lade- und Entladezyklen bei 60 °C bleibt die Kapazität bei 70 %, und der Kapazitätsverlust beträgt nach 200 Tagen Lagerung bei 60 °C weniger als 13 %.





Entwicklungsperspektive einer Graphenbatterie



Diese Daten sind den Menschen in der Lithiumbatterieindustrie möglicherweise nicht unbekannt. Wenn wir normale Mobiltelefonbatterien dieser Umgebungstemperatur, also 60 °C, aussetzen, funktionieren die meisten Batterien nicht richtig. Da es sich bei den meisten Lithiumbatterien von Mobiltelefonen um ternäre Materialien mit hoher Energiedichte handelt, sind sie nicht für den Betrieb bei hohen Temperaturen geeignet. Es gibt einen Lithium-Eisenphosphat-Akku, der bei hohen Temperaturen arbeiten kann, bei Mobiltelefon-Akkus kommt dies jedoch selten vor. Und auch die Lithium-Eisenphosphat-Batterie ist eine Batterie mit vielen Zyklen. Beispielsweise kann ein Lithium-Akku durchschnittlich 2500 Mal geladen und entladen werden, bei 60 °C sinkt die Zahl auf 300 Mal. Huawei schafft es auch 2000 Mal. Darüber hinaus führt die Batterie bei hoher Temperatur zu Elektrolytverlust. Im Allgemeinen wird Lithiumeisenphosphat 7 Monate lang bei 60 °C gelagert, wobei ein Kapazitätsverlust von 40 % – 50 % auftritt. Dies ist nicht überraschend, aber Huawei verlor nur 13 %.





Anwendung: Da Graphenbatterien die Eigenschaften hoher Leitfähigkeit, hoher Festigkeit, ultradünn und ultradünn sowie einer sehr hohen Leistungssteigerung bei hohen Temperaturen aufweisen, können Graphenbatterien nicht nur in Basisstationen, sondern auch in potenziellen Anwendungen eingesetzt werden Bereiche wie unbemannte Luftfahrzeuge, Luft- und Raumfahrt, Militärindustrie oder neue Energiefahrzeuge werden ebenfalls eine wichtige Rolle spielen.