O grafenie w bateriach litowo-jonowych mówi się od dawna, ale tak blisko wdrożenia tej technologii jeszcze nie byliśmy. We wrześniu 2021 roku ma wystartować produkcja samochodu GAC Aion V 6C wykorzystującego grafenowe baterie, z kolei w 2022 roku Xiaomi planuje wprowadzenie na rynek telefonów z grafenowymi ogniwami i ładowarek Hypercharge 200 W.
Grafen w bateriach Li-ion jako gwarant wysokich mocy ładowania
Spis treści
Pod koniec maja Xiaomi zaprezentowało technologię Hypercharge 200 W. Pozwoliła ona na ładowanie specjalnie przystosowanego smartfonu z mocą do 200 W, a więc na uzupełnienie energii do 100 procent w zaledwie 8 minut. Ostatecznie okazało się, że pokaz raczej zwracał uwagę na nowy model telefonu, Mi 11 Pro, bo na ultraszybkie ładowanie poczekamy jeszcze co najmniej rok.
Charge up to 100% in just 8 minutes using wired charging and 15 minutes wirelessly! #XiaomiHyperCharge
Too good to be true? Check out the timer yourself! #InnovationForEveryone pic.twitter.com/muBTPkRchl
— Xiaomi (@Xiaomi) May 31, 2021
Znacznie prędzej, bo już we wrześniu bieżącego roku, ma się rozpocząć masowa produkcja chińskiego modelu GAC Aion V 6C. On również posiada baterię zbudowaną w oparciu o grafenowe ogniwa Li-ion i naładuje się od 0 do 80 procent w 8 minut (źródło). Ba, przy 80 procent baterii nadal będzie w stanie uzupełniać energię z mocą 481 kW (562,8 A, 855,6 V):
Nawet zakładając, że GAC Aion V zużywa okrągłe 20 kWh/100 km, przy 80 procent baterii auto zyskuje kolejne 100 kilometrów zasięgu po zaledwie 2,5 minutach postoju, a więc mamy +2 400 km/h, +400 km/10 min. Przy bardziej rozładowanym akumulatorze zasięg uzupełniany jest jeszcze szybciej, to samo dotyczy mniejszych przedziałów – naładowanie się z 30 do 80 procent ma trwać 5 minut.
Eksperyment z uzupełnianiem energii modelu GAC Aion V. Prototyp przy 80 procent trzymał 481 kW, wcześniej moce ładowania były jeszcze wyższe (c) GAC
Dla porównania: tankowanie wodoru przebiega z szybkością nieco ponad +5 000 km/h, oczywiście pod warunkiem, że tuż przed nami ze stacji nikt nie korzystał i kompresory zdołały wyrównać ciśnienie gazu.
Co daje nam grafen i co wiemy dzięki Xiaomi Hypercharge 200 W?
Dlaczego zastosowanie grafenu jest tak ważne? Otóż w obu bateriach (Xiaomi Mi 11 Pro, GAC Aion V) użyto ogniw Li-ion, w których elektrody zostały pokryte warstwami tego materiału. Jego gigantyczna wytrzymałość na rozciąganie sprawia, że blokuje on wzrost litowych dendrytów, które w krótkim czasie doprowadziłyby do zwarcia i uszkodzenia ogniwa. A całkowita blokada wzrostu dendrytów przekłada się na możliwość podnoszenia mocy ładowania do nieosiągalnych wcześniej poziomów.
GAC Aion V 6C ładuje się ze średnimi mocami 6 C, podczas gdy we współczesnym świecie aut elektrycznych już 3-3,5 C jest doskonałym wynikiem. Rezultaty Xiaomi są jeszcze bardziej niebywałe: bateria ma pojemność 4 Ah i jej nominalne napięcie wynosi 3,7 V, więc Xiaomi Hypercharge 200 W ładuje ogniwo w telefonie z mocą wynoszącą aż 14,8 C!
Trudno powiedzieć, czy ten ostatni wynik da się przenieść ze świata telefonów komórkowych do świata samochodów, gdzie ogniw jest dużo i są one ciasno upakowane. Ale gdyby się udało, ładowanie przywracałoby nam zasięg z szybkością nie +2 400 km/h, lecz +5 920 km/h. Przypomnijmy: dla wodoru, nawet licząc tylko postój przy dystrybutorze, maksimum to niecałe +5 100 km/h.
Oczywiście przy takich mocach ładowania konieczne byłoby zastosowanie odpowiednich przyłączy elektroenergetycznych lub magazynów energii.
