แบตเตอรี่กราฟีนพวกเขามีอนาคตหรือเพียงแค่ตำนาน?

ข้อ จำกัด ด้านพื้นที่และภาวะแทรกซ้อนด้วย ค่าใช้จ่ายและค่าเผื่อการปล่อย หมายถึงอุปกรณ์ที่เราจัดหาในขณะนี้ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน มีข้อบกพร่องร้ายแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการ จำกัด อิสระและชีวิตที่มีประโยชน์ในแง่ของวงจร ภาระ

อย่างไรก็ตามในปีที่ผ่านมาเทคโนโลยีได้ก้าวใหญ่ตั้งแต่พวกเขาได้เริ่มทดลอง กราฟีน วัสดุที่สามารถทำให้แบตเตอรี่ของอุปกรณ์ของเราแก้ปัญหาเหล่านี้ได้ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นด้วยรอบเวลาในการชาร์จที่สั้นลงและมีอิสระในการทำงานดีขึ้น

ดังนั้นหากทุกอย่างเป็นข้อได้เปรียบทำไมพวกเขาถึงยังไม่ถึงตลาด ก่อนที่จะตอบคำถามนี้จำเป็นต้องอธิบายพื้นฐานก่อน

กราฟีนคืออะไร?

กราฟีนเป็น ชั้นคาร์บอนที่มีความหนาเพียงอะตอมเดียว . แม้ว่ามันจะทำจากวัสดุชนิดเดียวกับกราไฟท์ของดินสอเพราะความหนาของมันมีขนาดเล็กมากจึงถือว่าเป็นวัสดุสองมิติ (พื้นที่สองมิติในอวกาศ) ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมคุณสมบัติของมันจึงเปลี่ยนและกลายเป็นสิ่งที่พิจารณา มันเป็น ตัวนำไฟฟ้ายิ่งยวด .

สิ่งนี้มีค่ามากเป็นพิเศษเนื่องจากวัสดุส่วนใหญ่ที่เราใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้ามี จำนวนหนึ่งของความต้านทาน บังคับให้เราใช้ปริมาตรที่มากขึ้น (ตัวอย่างเช่นการทำให้สายทองแดงหนาขึ้นเพื่อให้สามารถทำงานได้ดีกว่ากระแสไฟฟ้า) นอกเหนือจากการบังคับให้เราใช้วิธีการอื่นในการบรรเทาอาการ (กล่าวอีกนัยหนึ่งคือความต้านทานความร้อนเกิดขึ้น คือเหตุผลที่เราต้องการฮีทซิงค์เพื่อรักษาอุณหภูมิที่ดี)

ความต้านทานไฟฟ้าภายในคือเหตุผลว่าทำไมแบตเตอรี่ทั้งหมดจึงเรียกว่า” ขีด จำกัด การระบายน้ำ ” ที่พวกเขาไม่สามารถเกินได้ แต่อย่างใด บางหน่วยขั้นสูงสามารถระบายได้ถึง 20 แอมป์ แต่ในระดับที่ จำกัด พวกเขาจะถูกความเครียดมากเกินไปคูณความน่าจะเป็นของปัญหา

กราฟีนเพิ่มขีด จำกัด นี้อย่างมากเนื่องจากมัน การขาดความต้านทานภายในเกือบทั้งหมด ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมมันยังไม่ร้อนขึ้นและไม่จำเป็นต้องใช้ฮีทซิงค์ทุกประเภท ด้วยเหตุนี้จึงไม่ยากที่จะจินตนาการว่าหลายชั้นของกราฟีนในแบตเตอรี่ซึ่งจะหมายถึงขีด จำกัด การระบายน้ำที่สูงมากโดยมีประจุไฟฟ้าสูง (เนื่องจากเป็นตัวนำไฟฟ้าที่สูงมาก) และไม่มีความร้อนหรืออันตรายใช่ไหม?

ในอีกทางหนึ่งนี่หมายความว่าในทางทฤษฎีแล้วเราสามารถสร้างแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่เติมกราฟีนแบบกราฟีนเพื่อให้สามารถประจุและจ่ายแอมแปร์ขนาดใหญ่ได้อย่างสะดวกสบายและทำได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานที่ยาวนาน ในความเป็นจริงหากการเรียกร้องในปัจจุบันถูกต้อง กราฟีนสามารถเพิ่มจำนวนรอบการชาร์จได้อย่างมาก แบตเตอรี่จะรองรับ

กราฟีนยังมีข้อ จำกัด

คณะหลักของกราฟีนคือมันเป็นตัวนำที่ยอดเยี่ยมที่เกือบจะไม่ร้อนขึ้นซึ่งมันทำจากองค์ประกอบที่พบบ่อยมากในโลกและดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีการลงทุนขนาดใหญ่ในวัตถุดิบ ส่วนที่ไม่ดีคือการสร้างชั้นอะตอมที่หนานั้นเป็นปัญหาสำหรับผู้ผลิตทั้งเพื่อให้ได้มาซึ่งเทคโนโลยีที่พวกเขาต้องการในการผลิต

นอกจากนี้สิ่งกีดขวางคือความจริงที่ว่าในปัจจุบันไม่มีวิธีใช้แบตเตอรี่กราฟีนเป็นเช่นนี้ แต่ใช้ร่วมกับแบตเตอรี่ลิเธียม“ ที่ปรับปรุงใหม่” ในปัจจุบันเท่านั้น

ผู้ผลิตหลักเชื่อว่าเวลายังไม่หมดเพราะแบตเตอรี่ลิเธียมในขณะนี้ยังคงตอบสนองต่อความคาดหวังแม้ว่าพวกเขาจะยอมรับว่าจะมีเวลาเมื่อเทคโนโลยีถึงขีด จำกัด และพวกเขาต้องลงทุนเพิ่มเติม ทรัพยากรในการพัฒนาเทคโนโลยีซึ่งรวมถึงกราฟีน ในระหว่างนี้พวกเขาหวังว่าจะหาวิธีที่ง่ายและประหยัดกว่าในการผลิต

คุณจะได้รับแบตเตอรี่กราฟีนตอนนี้หรือไม่?

ในช่วงต้นปี 2020 มี บริษัท ผู้บุกเบิกการพัฒนาแบตเตอรี่ประเภทนี้อยู่แล้วซึ่ง Elecjet กับ Apollo Traveller และ G-Pro“ Real Graphene” ธนาคารพลังงานที่ในทางทฤษฎีแล้วใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไอออนที่ปรับปรุงแล้ว ด้วยกราฟีนและรุ่นเพียง 2000 mAh มีราคา $ 60

อย่างไรก็ตามนอกเหนือจากนี้ยังไม่มีผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์รวมถึงสมาร์ทโฟนหรือแล็ปท็อปที่มีแบตเตอรี่ประเภทนี้ ก้าวเล็ก ๆ กำลังถูกนำไปสู่แนวโน้มนี้ แต่สิ่งต่าง ๆ กำลังดำเนินไปอย่างช้าๆและไม่คาดว่าจะมีการใช้เพื่อการค้าเป็นเวลาสองสามปี