Mikä on grafeeniakku?

Mikä on grafeeniakku?



Grafeeniakku on litiumakun uusi kehitysnäkymä. Grafeeniakkutekniikka on aina ollut huomiomme keskipisteenä.






Grafeenin edut litiumakuissa



Grafeenilla on rooli litiumakun lämmön haihtumisen lisäämisessä sen sijaan, että se lisää grafeenia litiumakun positiivisiin ja negatiivisiin elektrodeihin. Siksi akussa oleva grafeeni ei lisää lataus- ja purkausnopeutta, ei lisää energiatiheyttä eikä paranna johtavuutta. Se on litiumakku. Esimerkiksi Huawei on valmistanut litiumakun, jolla on parempi lämmönpoistokyky. Grafeenikerros toteuttaa lämmön hajauttamisen.





Miksi litiumparistojen pitäisi tehostaa lämmönpoistoa?



Lisääntyykö lämmönpoisto, kun matkapuhelimen siru on täynnä? Ei, mikä on matkapuhelimen lämpötila? Matkapuhelimen sirun täyden kuorman toiminta-aika on alle 1 % matkapuhelimen käyttöajasta. Matkapuhelimet ja muut siviilikäyttöiset elektroniset laitteet ovat tyypillisiä käyttökohteita matalissa lämpötiloissa, eivätkä tavalliset litiumakut tarvitse lisäparannuksia. Paikoin lämpötila on kuitenkin erittäin korkea. Esimerkiksi päiväntasaajan lähellä sijaitsevan tukiaseman vara-akun työympäristö on 50 °C. Tavallisissa litiumakuissa tämä lämpötila on romahduksen partaalla. Aiemmin vain akut, joiden kapasiteetti oli suurempi päänahassa, pystyivät täyttämään lataus- ja purkujaksojen vaatimukset. Lämpötilan vaikutus akkuun on pääasiassa nopeuttaa veden haihtumista elektrolyytissä. Tässä Huawein akussa vesi poistetaan kokonaan elektrolyyttikoostumuksesta ja käytetään grafeenilämpöä hajottavaa kerrosta. Akun latauksen ja purkamisen aikana syntyvä lämpö on helpompi tuottaa. Huawei tarjoaa joukon suorituskykytietoja, eli 2000 lataus- ja purkujakson jälkeen 60 °C:ssa kapasiteetti pysyy 70%:ssa ja kapasiteetin menetys on alle 13% 200 päivän 60 °C:ssa säilytyksen jälkeen.





Grafeeniakun kehitysnäkymät



Nämä tiedot eivät välttämättä ole tuntemattomia litiumakkuteollisuuden ihmisille. Jos laitamme tavalliset matkapuhelimen akut tähän ympäristön lämpötilaan, eli 60 ℃:seen, useimmat akut eivät toimi kunnolla. Koska suurin osa matkapuhelimien litiumakuista on kolmikomponenttisia materiaaleja, joilla on korkea energiatiheys, ne eivät sovellu työskentelyyn korkeissa lämpötiloissa. On litiumrautafosfaattiakku, joka voi toimia korkeissa lämpötiloissa, mutta tätä tapahtuu harvoin matkapuhelinten akuissa. Ja litiumrautafosfaattiakku on myös akku, jolla on useita syklejä. Esimerkiksi litiumakku voidaan ladata ja purkaa keskimäärin 2500 kertaa, ja se laskee 300 kertaa 60 °C:ssa. Huawei pystyy myös ylläpitämään sitä 2000 kertaa. Lisäksi akku aiheuttaa elektrolyyttihävikkiä korkeassa lämpötilassa. Yleensä litiumrautafosfaattia säilytetään 60 °C:ssa 7 kuukauden ajan kapasiteetin menetyksellä 40-50%. Tämä ei ole yllättävää, mutta Huawei menetti vain 13%.





Sovellus: koska grafeeniakulla on korkea johtavuus, suuri lujuus, erittäin ohut ja ultraohut ominaisuudet sekä erittäin korkea suorituskyvyn parannus korkeassa lämpötilassa, grafeeniakkua ei voida käyttää vain tukiasemissa, vaan myös mahdollisissa sovelluksissa miehittämättömien ilma-alusten, ilmailu-avaruusteollisuuden tai uusien energia-ajoneuvojen kaltaisilla aloilla, ja niillä on myös tärkeä rooli.