15秒超快充电,Skeleton石墨烯电池获€10亿大单

15秒超快充电,Skeleton石墨烯电池获€10亿大单
2020年09月17日 17:59 表哥王达业

Skeleton Technologies和卡尔斯鲁厄理工学院(Karlsruhe Institute of Technology)正在开发一种15秒即可充满电的石墨烯电池,这种技术有望获得一份10亿欧元的合同。据了解,超级电容制造商Skeleton Technologies与卡尔斯鲁厄理工学院已完成了超级电池的开发,这是一种具有突破性的石墨烯电池。

快速充电时间加上数十万次的充电周期,将有助于减少锂离子电池组的压力。Skeleton还计划与一家领先的汽车OEM签署了一份10亿欧元的意向书,将把这项技术推向市场。

这款超级电池的关键区别在于Skeleton公司的专利弯曲石墨烯碳材料,这种材料可用于超级电容。据说该超级电容器是市场上提供能量密度最高的。通过使用获得专利发明的石墨烯材料,该新系列超容拥有4500法拉(电容单位)。该公司声称竞争对手产品中最接近的也只有3400法拉(电容单位)。

为何超级电容会受到科技圈如此关注?原因还是在于它强大的性能。

相比于锂电池,超级电容充放电速度快、效率高、循环寿命长且安全性高。超级电容高于锂电池的安全性能,也在近几年的各类事件中得以彰显。市场调研公司 IDTechEx 提出了一个大胆论断——超级电容器将会摧毁锂离子电池市场。IDTechEx 称,到 2024 年,全球超级电容器市场价值将达到 65 亿美元,市场份额增大的同时会逐渐吞噬电池市场。过去一年,波音苹果特斯拉等公司都受困于锂电池的安全性,频频引发事件。专家也指出锂电池 “本性难移”,很难从技术上弥补其安全性短板。

现今,超级电容由于其能量密度低的短板,主要还扮演着锂电池的配角角色。但由于“万能材料” 石墨烯的应用,超级电容替代锂电池的脚步似乎越来越近。只要超级电容的能量密度能够提升到锂电池一样水平,就是电池新时代的来临。虽然国内外对此的争论颇多,没有达成共识。但相比大陆国内对于锂电池的高度热情,欧美多国的做法更加平衡。

Skeleton已走在前列

Skeleton首席执行官Taavi Madiberk表示: “实际上,我们的超级电池结合了超级电容和电池的优点:高表面积的弯曲石墨烯允许快速充放电,而一种专门开发的电池化学物质能够比纯超级电容可逆地存储更多的能量。”“这两种技术结合在一起,可以快速充电和放电,同时还能提高能量密度。”

“我们认为Skeleton是符合我们目的的完美匹配。Skeleton具备足够的灵活性和规模,可以开发新工艺,将我们的知识转化为产品,并将其推向市场。”

英国电动巴士率先进入商用阶段

据悉,Skeleton Technologies和英国巴士集团WrightsGroup Ltd签署了一份有效期5年,金额高达数百万欧元的采购合同。 Skeleton Technologies为由WrightsGroup Ltd生产的最新KERS混合动力电动双层和单层客车提供基于石墨烯的超级电容器。

减少城市中心二氧化碳排放的需求是Wright bus实施新技术的关键驱动因素之一,该技术通过节约燃料来减少二氧化碳排放。将基于石墨烯的超级电容器集成Wright Bus双层巴士中测试,与基于英国采用EuroVI(欧六)排放标准的柴油巴士相比,可节省36%的燃料。与基于锂电池的混合动力车相比,可增加了至少另外3名乘客的容量。

Skeleton Technologies已将石墨烯从实验室带到现实世界:作为超级电容器技术的一部分,石墨烯显着提高了超级电容器实际工作的功率和能量密度,同时保持其内部电阻低并延长其寿命。

凭借Skeleton Technologies的石墨烯超级电容器技术,Wright bus运营商还可以降低维护成本。虽然锂电池寿命可能持续4到5年,但在100万次循环期间,超级电容器寿命可比锂电池延长至少5-7年,估计寿命长达12-15年。

“Skeleton Technologies的石墨烯超级电容器可以节省大量燃料,并且可以延长使用寿命。它也是一种“即插即用”解决方案,为车辆增加了安全性和可靠性。“,Wrights集团董事长兼首席执行官Mark Nodder先生说。

Skeleton Technologies首席执行官TaaviMadiberk先生评论道:“石墨烯超级电容器之前已经集成到总线中,但我们的超级电容器的能量和功率密度一直是选择过程中的关键。我们很高兴参与Wrightbus的城市二氧化碳减排活动。“

Taavi Madiberk:“超级电池是汽车厂商一直在追寻的目标,它的诞生将会改变整个行业。加上锂离子电池,它们具备了一切优点:高能量和功率密度,长寿命和15秒内的快充能力。” Skeleton Technologies公司的产品也达到了在市场水平上最低的ESR(等效串联电阻为0.095 mΩ)国家之一。这个因素是至关重要的,因为它大大增加了单元的工作效率且减少了热量带来的能量损失。

该公司的研发基地设在爱沙尼亚的塔林,目前在德国为一级汽车公司、工业设备OEM、卡车车队运营商和航空航天主承包商建造石墨烯超级电容器。

延伸阅读——神奇的石墨烯

石墨烯通常被认为是超级电容器中活性炭的替代品,部分原因在于其相对表面积高(比活性炭的表面积更大)。表面积是电容的限制之一,较高的表面积意味着更好的静电荷存储。此外,基于石墨烯的超级电容器将利用其轻质特性,弹性特性和机械强度。

据说基于石墨烯的超级电容器可以存储几乎与锂离子电池一样多的能量,在几秒钟内完成充放电,并将所有这些保持在数万次充电循环中。实现这一目标的方法之一是使用具有大内表面积的高度多孔形式的石墨烯,通过将石墨烯粉末填充到硬币形单元中然后干燥并按压它而制成。

石墨烯是一层薄薄的纯碳,紧密堆积并在六边形蜂窝状晶格中粘合在一起。鉴于它具有丰富的惊人特性:它是人体在一个原子厚度下已知的最薄的化合物,以及最理想的导体,它被赞许为是一种“奇迹材料”。它还具有惊人的强度和光吸收特性,甚至被认为是可持续发展的候选材料,因为碳在自然界中广泛存在并且是人体的一部分。

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