Графен проти літій-іонного - Які батареї ефективніші
На сьогоднішній день технологія акумулятора смартфона досить гарна. Однак єдине, що ніколи не може задовольнити користувачів, - це час автономної роботи. Ось чому з’явилися графенові батареї, які конкурують із літій-іонними, звичайними телефонними батареями.
Графен проти літій-іонного: якими властивостями володіє графен і як його можна використовувати в батареях
Для початку графен - це тісно пов’язаний склад атомів вуглецю в гексагональній структурі. Особливістю цього складу є те, що структура має лише один товстий атомний шар. Це допомагає зробити двовимірний лист графену.
Двовимірна структура забезпечує дуже цікаві властивості, такі як відмінна електро- та теплопровідність, висока гнучкість та мала вага. Крім того, електрична та теплопровідність перевершує мідь, найбільш провідний металевий елемент.
Що стосується акумуляторів, то можливості графена можна використовувати різними способами. Ідеальним використанням графену як акумулятора є використання суперконденсатора. Суперконденсатори зберігають струм так само, як звичайний акумулятор, але вони можуть дуже швидко заряджатись і розряджатися.
Досі немає можливості використовувати графен у вигляді тонких листів для використання в батареях та інших технологіях. На сьогодні виробничі витрати на це досить високі. Однак дослідження цієї технології тривають.
Samsung оголосила в 2017 році про відкриття "графенової кульки", але з тих пір і донині нічого не чути. Зовсім недавно Tesla дуже цікавиться цією технологією виготовлення автомобільних акумуляторів. Графенові батареї поки що недоступні. Однак у майбутньому він може замінити літій-іонні акумулятори.
Графен проти літій-іонних батарей
Графен використовує дві провідні пластини, покриті пористим матеріалом і занурені в розчин електроліту, а також літій-іонні батареї. Незважаючи на те, що внутрішній склад графену та іона літію подібний, вони представляють різні переваги для телефонів.
Графенові акумулятори легші та тонші за сучасні літій-іонні акумулятори. Це означає, що в майбутньому ми можемо мати менші та тонші пристрої або більшу ємність без необхідності в додатковому просторі. Крім того, графен має більш високу ємність. Літій-іонний може зберігати до 180 Вт-год енергії/кг, тоді як графен зберігає до 1000 Вт-год/кг.
Графен безпечніший за іон-літій. Незважаючи на те, що літій-іонні акумулятори мають дуже добрі показники безпеки, було декілька серйозних інцидентів, пов'язаних з виходом з ладу деяких виробів.
Перегрів, перезарядка та перфорація можуть спричинити хімічний дисбаланс в літій-іонних батареях, що може призвести до пожежі. Графен в таких ситуаціях більш стабільний, гнучкий і стійкіший.
Є ймовірність, що у вас є обидва. Літій-іонні акумулятори можуть використовувати графен для поліпшення роботи катодних провідників. Вони відомі як гібриди графен-оксиду металу.
Гібридні акумулятори забезпечують меншу вагу, швидший час зарядки, більший об’єм зберігання та триваліший час автономної роботи. Першими графеновими батареями, якими можуть користуватися споживачі, насправді можуть бути гібридні акумулятори.
Що можуть означати графенові батареї для телефонів
Майбутні термінали з графеновими батареями можуть мати менший термін зарядки. Час роботи акумулятора може зайняти приблизно два дні. Пристрої також можуть бути тоншими та легшими. Перехід з літій-іонного на графен може забезпечити до 60% ємності порівняно з літій-іонними батареями такого ж розміру.
Завдяки кращому відведенню тепла батареї охолоджувача можуть продовжити термін служби пристрою. Вам не потрібно буде замінювати акумулятор, щоб ваш телефон працював.
Більше того, графенові батареї дозволять телефонам тонше або забезпечуватимуть більшу ємність батареї, зберігаючи при цьому їхні нинішні пропорції.
Ще одним цікавим аспектом є швидка зарядка від одного пристрою до іншого. Маючи акумулятори, здатні витримувати високий струм і швидку ємність зарядки та розрядки, пристрої могли заряджати один одного на значній швидкості.
Незважаючи на те, що технологія графенових акумуляторів все ще перебуває в зародковому стані і не буде широко доступна найближчим часом, цікавою перспективою є розгляд майбутнього телефонів, пристроїв, транспортних засобів тощо.