Что нам нужно знать о графеновых батареях

В настоящее время технология аккумуляторов смартфонов довольно хороша, но, к сожалению, потребители еще не стали свидетелями обещания лучшего времени автономной работы. Разве не было бы замечательно, если бы наши телефоны работали два или три полных дня с одной зарядкой? Как насчет целой недели? Это возможно?

 

Согласно авторитету Android, графеновые батареи могут воплотить эти мечты в реальность. Они по-прежнему не питают смартфоны и другие гаджеты, но технологии развиваются. В будущем графен может стать материалом, который поможет заменить литий-ионные аккумуляторы, на которые индустрия технологий опиралась десятилетиями.

 

Хотя мы все еще далеки от коммерциализации графеновых технологий, в том числе аккумуляторов, за этим стоит следить. Вот все, что вам нужно знать о графеновых батареях.

 

Что такое графеновая батарея?

Графен  представляет собой совокупность атомов углерода, тесно связанных в гексагональной или сотовой структуре. Что делает графен таким уникальным, так это то, что он имеет только один атом в толщину. Помимо того, что графен является самым тонким материалом, он обладает многими другими интересными свойствами, включая отличную электрическую и теплопроводность, высокую гибкость, высокую прочность и малый вес.

 

С точки зрения батарей, возможности графена могут быть использованы во многих отношениях. Идеальное использование графена похоже на «суперконденсатор».

 

Нерешенная проблема с графеном состоит в том, как выгоднее производить эти сверхтонкие графеновые листы и использовать их в батареях и других технологиях. Производственные затраты в настоящее время слишком высоки, но графеновые батареи могут стать реальностью.

 

В 2017 году Samsung объявила о прорыве в этой области с помощью своего «графенового шарика». Хотя с тех пор мы больше ничего не слышали. Совсем недавно стало ясно, что Telsa также заинтересована в технологиях использования автомобильных аккумуляторов.

 

Графен против литий-ионных аккумуляторов

 

 

Как и литий-ионные (Li-ion) батареи , в графеновых элементах используются две проводящие пластины, покрытые пористым материалом и погруженные в раствор электролита. Но хотя их внутренняя конструкция очень похожа, два типа батарей имеют разные характеристики.

 

Графен предлагает более высокую электропроводность, чем литий-ионные аккумуляторы. Это обеспечивает более быструю зарядку ячеек, способных доставлять и значительно больше энергии. Это особенно полезно, например, для автомобильных аккумуляторов или быстрой зарядки от устройства к устройству. Высокая теплопроводность также означает, что батареи не нагреваются, что продлевает срок их службы даже при использовании в небольших помещениях, таких как смартфоны.

 

Графеновые батареи также легче и тоньше, чем современные литий-ионные элементы. Это означает меньшие, более тонкие устройства или большую емкость, не требуя дополнительного места. Не только это, но графен позволяет гораздо более высокие емкости. Литий-ионный аккумулятор накапливает до 180 Вт / ч энергии на килограмм, а графен – до 1000 Вт / ч на килограмм.

 

Наконец, графен безопаснее. Хотя литий-ионные аккумуляторы обладают очень хорошими показателями безопасности, сообщалось о случаях, связанных с неисправными продуктами. Перегрев, перезарядка и прокалывание могут привести к химическому дисбалансу в литий-ионных батареях, что может привести к пожару. Графен гораздо стабильнее, гибче, прочнее и устойчивее к таким проблемам.

 

Однако нам не нужно полагаться на одну или только другую технологию. Графен может использоваться в ионно-литиевых батареях для улучшения характеристик катодного проводника. Эти типы аккумуляторов известны как гибрид графена и оксида металла. Гибридные батареи легче, быстрее заряжаются, имеют большую емкость и срок службы, чем современные батареи. 

 

Какие преимущества принесут графеновые батареи для смартфонов?

Если батареи в смартфонах заменены на графен, то эти устройства могут принести преимущества, упомянутые выше. Устройства будут заряжаться быстрее, батарея будет работать день или два, если не дольше, а смартфоны будут тоньше и легче.

 

Переход на графеновые батареи может обеспечить 60% и более емкости по сравнению с литий-ионными батареями того же размера. В сочетании с лучшим отводом тепла эти батареи также продлевают срок службы устройства. Вам не придется платить за дорогостоящие замены батареи через несколько лет, чтобы поддерживать старые устройства в исправном состоянии.

 

Хотя технология графеновых батарей не станет широко доступной в ближайшие несколько лет, это потрясающая перспектива для будущих моделей смартфонов, гаджетов, электромобилей и многого другого.