中科院的超級(jí)電容新材料,真的能帶飛電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)?
2016年02月13日 11:16 4366次瀏覽 來(lái)源: 大河網(wǎng) 分類: 新材料前沿
日前,新華社發(fā)布了一條讓電動(dòng)車廠商倍感興奮的消息,該消息稱:“中科院上海硅酸鹽所科學(xué)家成功研制出一種高性能超級(jí)電容器電極材料——氮摻雜有序介孔石墨烯。”并表示,”該材料具有極佳的電化學(xué)儲(chǔ)能特性,可用作電動(dòng)車的‘超強(qiáng)電池’:充電只需7秒鐘,即可續(xù)航35公里。”據(jù)悉,相關(guān)研究成果已于18日發(fā)表在世界頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《science》上。聽(tīng)上去很厲害的樣子,不過(guò)先別急著激動(dòng),關(guān)于這個(gè)新材料及應(yīng)用,這里還有幾件事,你或許需要知道。
超級(jí)電容可以帶我們飛了?
所謂的超級(jí)電容器,據(jù)新華網(wǎng)介紹:“是介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的一種電化學(xué)儲(chǔ)能裝置。由于具有功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全可靠等特點(diǎn),現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于混合電動(dòng)汽車、大功率輸出設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。”等等,既然這么厲害?為何隨手一搜,大部分的電動(dòng)汽車主要采用的還是電池呢?比如特斯拉的鋰電池(大部分都是)、豐田Prius的鎳氫電池等。原因在于超級(jí)電容的能量密度太低了。能量密度低,就意味著滿足實(shí)際需求的電容體積會(huì)非常大。而正如報(bào)道所說(shuō),找到理想的材料,使得超級(jí)電容器兼具高功能、高能量,一直是科學(xué)家們努力的方向。
據(jù)science上文章顯示,此番研究出的新材料,在能量密度上能達(dá)到鉛酸電池的41wh/kg同時(shí)功能性又不錯(cuò),的確是不小的一個(gè)進(jìn)步了。不過(guò)就實(shí)用性而言,以特斯拉為例,目前的特斯拉Model S采用的是來(lái)自松下的18650電池,其能量密度為233wh/kg,而一輛特斯拉Model S上電池,重達(dá)900公斤,掐指一算,背著5000多公斤的電池跑起來(lái),感覺(jué)似乎還是沒(méi)有那么美好。事實(shí)上,現(xiàn)在的超級(jí)電容在電動(dòng)汽車中,都是作為電池的從屬,起輔助作用。而秒充這件事,其實(shí)快充快放,一直就是超級(jí)電容的一大優(yōu)勢(shì)所在,然而能量密度的問(wèn)題若不能得到解決,一切就只不過(guò)聽(tīng)上去很美好。
值得一提的是,在science的文章中,并不能找到“充電只需7秒鐘,即可續(xù)航35公里”的相關(guān)數(shù)據(jù),不知這一信息從何而來(lái)。
石墨烯?還是類石墨烯碳材料?
新華網(wǎng)文章中將上海硅酸鹽所研發(fā)的這一新材料稱之為“氮摻雜有序介孔石墨烯”,然而事實(shí)上,《science》的文章中,并沒(méi)有表示自己使用的是石墨烯,更適當(dāng)?shù)谋硎龌蛟S是類石墨烯介孔氮材料。
事實(shí)上,近年來(lái),類似的報(bào)道頗多,什么“新一代超級(jí)電容 幾分鐘充滿可跑500公里”,知乎上也有不少“如何評(píng)價(jià)‘某某研發(fā)出一分鐘充滿電新電池!’這一新聞? ”每次相關(guān)研究已出,總是新聞帶動(dòng)起業(yè)內(nèi)相關(guān)人士的一陣興奮,但是,從研發(fā)到實(shí)際生產(chǎn)使用的距離有多遠(yuǎn)?知乎上一名同學(xué)就此次新材料所作的回答或值得思考。下文摘自知乎答主:劉冠偉, 知乎id 弗雷劉 ,清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院 副研究員。
實(shí)驗(yàn)室中的性能突破,但說(shuō)工業(yè)化還為時(shí)尚早
責(zé)任編輯:陳鑫
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