¿Ha tenido éxito la investigación sobre las baterías de grafeno para teléfonos móviles? ¿Cuándo se utilizará en teléfonos móviles a gran escala?
En diciembre del año pasado, la sucursal francesa de Huawei publicó un mensaje en Twitter diciendo que la serie de teléfonos móviles Huawei P40 lanzada en la primera mitad del próximo año utilizará baterías de grafeno.
Tan pronto como se conoció la noticia, hubo una ola de grafeno en todo Internet. Todos discutieron sobre la duración de la batería de los teléfonos móviles que usaban baterías de grafeno. Las acciones del concepto de grafeno también estaban en auge. Y toda la industria electrónica parece verse afectada con la llegada de la sangre de pollo, todo el mundo espera con ansias la llegada de la era del grafeno.
Pero unas horas más tarde, los responsables de Huawei echaron un jarro de agua fría a los consumidores e inversores entusiastas: "El anuncio oficial francés de Huawei fue incorrecto y el P40 no está equipado con una batería de grafeno". Aunque se confirmó que se trataba de noticias falsas, las baterías de grafeno no son un término conceptual inventado, sino la dirección en la que están trabajando la mayoría de las empresas de energía de baterías.
El grafeno es actualmente el material con mayor conductividad térmica. Si se utiliza el grafeno para disipar el calor de las baterías de litio, la rápida velocidad de carga de las baterías de litio se puede mejorar a otro nivel. Anteriormente, en la 56.ª Conferencia de Baterías de Japón en 2015, Huawei presentó una tecnología que utiliza grafeno para disipar el calor de las baterías de litio, lo que demuestra los resultados de la tecnología de carga rápida que puede cargar completamente una batería de 3000 mAh al 48 % en 5 minutos.
Si la disipación de calor del grafeno se combina con el grafeno como tecnología de cátodo de batería, la capacidad y la velocidad de carga de las baterías de litio mejorarán al mismo tiempo.
En 2017, Samsung anunció que había desarrollado una batería utilizando tecnología de grafeno. En la demostración de Samsung, la capacidad de la batería de este teléfono móvil que utiliza tecnología de grafeno aumentó en un 45% y se pudo cargar completamente en 12 minutos. El potente rendimiento de la batería mostró el potencial de las baterías de grafeno en los productos electrónicos.
Se mire como se mire, el grafeno es la clave para el avance de las baterías de litio. Pero el grafeno, como material nuevo, es todavía demasiado joven. Cada vez que los seres humanos descubren un nuevo material, siempre siguen el proceso de investigación principal: producción en laboratorio, producción a gran escala y productos.
La ciencia de los materiales se diferencia de otras disciplinas en que existe un largo ciclo experimental desde el principio hasta el producto. A juzgar por el nivel actual de fabricación y aplicación del grafeno, el grafeno aún se encuentra en sus primeras etapas. Aunque el tamaño del mercado mundial del grafeno alcanzó los 273 millones de dólares en 2018 y la tasa de crecimiento anual promedio se mantuvo en una tasa elevada del 40%, la mayoría. del grafeno producido Ninguna de las empresas de grafeno ha dominado la tecnología para la producción masiva de grafeno a gran escala, y los materiales de grafeno de alta pureza producidos se venden a más de mil yuanes el gramo.
Materiales tan caros solo pueden aparecer en investigaciones de laboratorio como máximo. Si se quiere comercializar, independientemente de si la tecnología y el rendimiento son suficientes, me temo que nadie pagará el precio solo. El grafeno, una tecnología que aún se encuentra en las primeras etapas de industrialización, podría no aparecer en productos electrónicos hasta dentro de tres a cinco años.
Pocas personas creen ahora que el grafeno cambiará el mundo de forma inmediata.
Se mire como se mire, el grafeno es la clave para el avance de las baterías de litio. Pero el grafeno, como material nuevo, es todavía demasiado joven. Cada vez que los seres humanos descubren un nuevo material, siempre siguen el proceso de investigación principal: producción en laboratorio, producción a gran escala y productos.
La ciencia de los materiales se diferencia de otras disciplinas en que existe un largo ciclo experimental desde el principio hasta el producto. A juzgar por el nivel actual de fabricación y aplicación del grafeno, el grafeno aún se encuentra en sus primeras etapas. Aunque el tamaño del mercado mundial del grafeno alcanzó los 273 millones de dólares en 2018 y la tasa de crecimiento anual promedio se mantuvo en una tasa elevada del 40%, la mayoría. del grafeno producido Ninguna de las empresas de grafeno ha dominado la tecnología para la producción masiva de grafeno a gran escala, y los materiales de grafeno de alta pureza producidos se venden a más de mil yuanes el gramo.
Materiales tan caros solo pueden aparecer en investigaciones de laboratorio como máximo. Si se quiere comercializar, independientemente de si la tecnología y el rendimiento son suficientes, me temo que nadie pagará el precio solo. El grafeno, una tecnología que aún se encuentra en las primeras etapas de industrialización, podría no aparecer en productos electrónicos hasta dentro de tres a cinco años.
Pocas personas creen ahora que el grafeno cambiará el mundo de forma inmediata.
Las baterías de grafeno en realidad se utilizan para disipar el calor de la batería. ¿Cuánto tiene que ver con la propia batería?
Con el desarrollo actual de los teléfonos móviles, las baterías de litio comunes ya no pueden satisfacer las necesidades de todos, y el cuerpo delgado y liviano del teléfono móvil no puede acomodar baterías de litio de mayor capacidad, por lo que ahora los principales fabricantes están desarrollando vigorosamente el grafito. tecnología de batería.
Las baterías de litio de los teléfonos móviles de hoy en día se mantienen básicamente en alrededor de 3000 mAh. Casi se agotan después de un día de uso normal, incluso si están equipados con carga ilimitada y carga súper rápida. la tasa de carga está muy por detrás de la batería de grafeno.
Como material alternativo para las baterías de teléfonos móviles que todos esperan en el futuro: la batería de polímero de grafeno, su densidad de energía es más de tres veces mayor que la de las baterías de litio en el mercado y su vida útil es Aproximadamente el doble que las baterías de litio ordinarias, con las características de fuerte conductividad eléctrica, fuerte conductividad térmica, alta dureza y alta tenacidad.
En otras palabras, si la batería de nuestro teléfono móvil es una batería de polímero de grafeno, entonces, dentro de la misma capacidad del cuerpo, la capacidad de la batería se puede aumentar de 3000 mAh a al menos 10000 mAh, y la velocidad de carga puede también puede aumentarse a sólo unos minutos.
Pero ahora las baterías de grafeno solo existen en laboratorios, y el proceso de producción y la estructura interna de las baterías de grafeno de alta pureza son mucho más difíciles que las baterías de litio comunes. Incluso si se desarrolla con éxito en el laboratorio, la producción en masa aún enfrenta enormes costos de línea de productos, problemas de control de calidad en la producción en masa y altos costos de materias primas que deben resolverse. Por lo tanto, las baterías de grafeno son difíciles de producir en poco tiempo. Lograr un uso comercial.
Sin embargo, ya se encuentran disponibles algunas baterías de litio basadas en materiales de grafeno. Este tipo de batería es esencialmente una batería de litio, pero debido a que está dopada con material de grafeno, tiene mejor disipación de calor, conductividad y velocidad de carga más rápida.
Se informa que las baterías de grafeno llegarán a todos alrededor de 2021. ¿Estás deseando que llegue?
En los últimos años, los teléfonos inteligentes se han desarrollado rápidamente y han experimentado grandes cambios en el tamaño de la pantalla, el tamaño de la apariencia y las cámaras. Pero no hay cambios importantes en el frente de la batería, y aunque las velocidades de carga han mejorado y la capacidad de la batería ha aumentado, todavía no se ha logrado nada significativo. A finales de 2017, Samsung recibió una patente para una solución de batería basada en grafeno y, según un informe de Sam Mobile, el gigante surcoreano pronto podría reemplazar las baterías de iones de litio con grafeno. Sorprendentemente, simplemente conéctalo a tu teléfono inteligente durante 5 minutos y podrás usarlo todo el día. El material de la bola de grafeno aumentará la capacidad de la batería en un 45%. La velocidad de carga también aumentará 5 veces. Normalmente, las baterías de iones de litio tardan más de una hora en cargarse por completo, mientras que las baterías de grafeno tardan sólo 5 minutos. Y a pesar de una carga más rápida, el envejecimiento de la batería no se ve afectado.
El grafeno está compuesto por átomos de carbono estrechamente unidos formando una estructura hexagonal o alveolar. Lo que hace que el grafeno sea tan único es que la estructura tiene solo una capa atómica de espesor, lo que esencialmente hace que la lámina de grafeno sea bidimensional. Esta estructura 2D da como resultado propiedades muy interesantes, que incluyen una excelente conductividad eléctrica y térmica, alta flexibilidad, alta resistencia y bajo peso. De particular interés para nosotros es la conductividad eléctrica y térmica, que en realidad es mejor que la del cobre (el elemento metálico más conductor).
(1) Los supercondensadores pueden hacer que las baterías duren más, tengan mayor capacidad y se puedan cargar casi instantáneamente
El uso ideal del grafeno como batería es como "supercondensador". Los supercondensadores almacenan corriente eléctrica como las baterías tradicionales, pero pueden cargarse y descargarse rápidamente. Los iones de litio pueden almacenar hasta 180 Wh de energía por kilogramo, mientras que el grafeno puede almacenar hasta 1.000 Wh por kilogramo.
(2) El grafeno tiene mayor conductividad que las baterías de iones de litio. Esto permite unidades de carga más rápidas que también son capaces de entregar corrientes muy altas.
(2) Las baterías de grafeno también son más ligeras y delgadas que las baterías de iones de litio actuales.
(3) El grafeno es más seguro. Aunque las baterías de iones de litio tienen un buen historial de seguridad, ha habido incidentes importantes relacionados con productos defectuosos.
El sobrecalentamiento, la sobrecarga y los pinchazos pueden provocar que los desequilibrios químicos de las baterías de iones de litio se salgan de control y provoquen incendios. El grafeno es más estable, flexible, fuerte y más resistente a este tipo de problemas.
(1) La empresa líder Vorbeck Technologies ha descubierto cómo generar grafeno a partir de carbono.
(2) Samsung Electronics ha desarrollado una tecnología central de baterías utilizando grafeno para hacer que las baterías de iones de litio duren más y se carguen más rápido, un hito potencial de la industria para la producción en masa.
(3) Huawei ha lanzado una nueva batería de iones de litio mejorada con grafeno que mantiene la funcionalidad a temperaturas más altas y proporciona un tiempo de funcionamiento más prolongado.
(4) Vorbeck Materials en Estados Unidos ha lanzado una correa de reloj, que es una fuente de alimentación liviana y flexible que se puede conectar a cualquier correa de bolso existente para implementar una estación de carga móvil. El producto pesa 450 gramos, ofrece 7200 mAh de potencia y puede ser la primera batería mejorada con grafeno del mundo.
(5) Tesla también está considerando utilizar baterías de grafeno para reemplazar las baterías de litio existentes y equiparlas en los últimos vehículos eléctricos.
El grafeno se considera uno de los materiales más prometedores del futuro. La aplicación de baterías de grafeno ayudará a cambiar la industria de los teléfonos inteligentes. El coste de producción actual es relativamente alto y aún queda un largo camino por recorrer para su comercialización. go., pero es muy tentador para futuros teléfonos inteligentes, dispositivos portátiles, vehículos eléctricos, etc.
Esta es una nueva tecnología para la transformación de la industria, un camino inevitable y necesario. Este es un punto técnico digno de atención y tiene un futuro brillante.
Lo anterior es mi humilde opinión, corríjame, ¡gracias!
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El costo es muy alto y no se puede usar en teléfonos móviles por el momento. Espera, la tecnología de baterías no ha logrado avances. y el rendimiento de los teléfonos móviles es cada vez mejor, pero al mismo tiempo consumen más energía y los requisitos de optimización de la batería también son mayores.