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Los titulares sobre la "batería de grafeno" prometen teléfonos que se cargan en minutos y coches eléctricos cuyas baterías nunca se desgastan. La realidad es más modesta y, para los ingenieros de baterías, más útil. Este artículo explica qué se entiende por batería de grafeno, qué hay realmente en el mercado, dónde ayuda hoy el grafeno dentro de una celda y cómo un equipo de electrodos puede probarlo.
¿Qué es una batería de grafeno?
La expresión se usa para al menos tres cosas distintas:
- Celdas de iones de litio con grafeno en su interior, normalmente como aditivo conductor o recubrimiento en los electrodos. Es el significado más común en productos reales.
- Nuevas químicas basadas en el grafeno, como las celdas de iones de aluminio con grafeno, que aún están en desarrollo y en fase de muestras para clientes, no en producción en masa.
- Marketing: baterías externas y paquetes etiquetados como "grafeno" en los que el papel del grafeno no está claro.
Nature Nanotechnology planteó la pregunta directamente en su editorial "Where is my graphene battery?" (Nature Nanotechnology). La respuesta corta: el grafeno ayuda a las celdas, pero la súper batería totalmente de grafeno no ha llegado, frenada por el costo, el escalado y el rendimiento a nivel de celda.
Dónde ayuda hoy el grafeno en una celda
Dentro de un electrodo, las partículas de material activo necesitan un camino para los electrones. Los aditivos conductores como el negro de humo y los nanotubos de carbono lo proporcionan. Las escamas delgadas y anchas del grafeno pueden conectar muchas partículas a la vez, por eso se estudia como aditivo conductor (Journal of Materials Chemistry A). Las áreas de investigación incluyen:
- Conductividad del electrodo y menor resistencia interna.
- Capacidad de potencia, es decir, el rendimiento con carga y descarga más rápidas.
- Reparto del calor dentro de los electrodos.
- Ánodos de silicio y otros de alta capacidad, donde el grafeno puede ayudar a mantener unida una red conductora mientras las partículas se hinchan.
Las escamas también pueden reapilarse y bloquear el paso de los iones si no están bien dispersas, así que más no siempre es mejor. Graphene Integrations no publica cifras de ensayos en celdas. Cada resultado se evalúa frente a la formulación de electrodo actual del cliente.
Cómo funciona nuestro Aditivo de grafeno para baterías
El Aditivo de grafeno para baterías es grafeno suministrado predispersado para la mezcla de pastas de electrodo. Como el grafeno llega ya separado en un líquido, se salta el paso del polvo y se añade como cualquier otro componente de la pasta.
- Para: desarrollo de pastas de electrodo, I+D de celdas y líneas piloto.
- Portador: dispersión acuosa o en solvente adaptada a su proceso de pasta.
- Dosis: normalmente del 1 % al 7 % en peso, según la aplicación.
- Mezcla: añádalo en la etapa de la pasta que recomendemos para su proceso y mezcle con su equipo habitual.
- Fabricado en EE. UU. en Charlotte, NC. Patente en trámite. Sin negro de humo. Nunca se vende como polvo.
Es un material para desarrolladores de baterías. No vendemos baterías de grafeno.
Grafeno frente a negro de humo y nanotubos en electrodos
El negro de humo es el aditivo conductor estándar en la mayoría de los electrodos de iones de litio. Es barato y bien conocido, pero está formado por pequeñas partículas redondas que solo se tocan en puntos. Los nanotubos de carbono forman redes de largo alcance con cargas bajas y hoy son comunes en celdas de alta energía. Las escamas planas del grafeno pueden cubrir más superficie de partícula y conectarlas de otra manera, y muchos estudios analizan combinaciones de estos materiales. La mezcla adecuada depende del material activo, del espesor del electrodo y de la potencia objetivo. Nuestros aditivos no contienen negro de humo, así que cualquier cambio que mida proviene del grafeno y del portador.
¿Qué es un aditivo de grafeno?
Un aditivo de grafeno es un producto que incorpora grafeno a otro material en una dosis baja, como lo hace un pigmento o una carga de refuerzo. El grafeno es la parte activa. El portador que lo rodea decide si se mezcla limpiamente en su producto.
Por qué un líquido predispersado supera al polvo. El polvo seco de grafeno es ligero y polvoriento, difícil de humectar, y sus láminas tienden a volver a aglomerarse. Los aglomerados actúan como defectos, por lo que un polvo puede empeorar un producto en lugar de mejorarlo. Nuestros aditivos de grafeno se suministran como líquidos, con las láminas ya separadas en un portador adaptado a su sistema, de modo que se mezclan con el equipo que ya utiliza y no hay polvo fino que controlar. Nunca vendemos polvo.
Dosificación. Nuestros aditivos de grafeno se usan normalmente entre el 1 % y el 7 % en peso, según la aplicación. Más no siempre es mejor, por lo que una prueba debe abarcar dos o tres dosis.
Pruebas. Compare con una referencia que ya fabrica, cambie solo la dosis del aditivo y realice los ensayos que usan sus clientes. Nuestras guías sobre cómo realizar una prueba con un aditivo de grafeno y cómo elegir un aditivo de grafeno ofrecen más detalles.
Cómo debe probarlo un equipo de I+D
- Parta de un electrodo de referencia con datos conocidos.
- Indíquenos el material activo, el aglutinante, el solvente o el agua y el aditivo conductor actual.
- Prepare la referencia y dos o tres dosis entre el 1 % y el 7 %, manteniendo iguales los sólidos y la mezcla.
- Revise la viscosidad y la estabilidad de la pasta y luego la calidad del recubrimiento y la adherencia.
- Mida la resistividad del electrodo y luego fabrique celdas y realice en paralelo ensayos de potencia, ciclado e impedancia.
Para una visión más técnica, lea el grafeno como aditivo conductor en electrodos de baterías o visite nuestra página de almacenamiento de energía con grafeno.
Preguntas frecuentes
¿Las baterías de grafeno son reales?
Existen celdas de iones de litio con grafeno en los electrodos. Las baterías basadas totalmente en el grafeno aún están en desarrollo.
¿Qué hace el grafeno en una batería?
Se usa sobre todo como aditivo conductor o recubrimiento en los electrodos, donde puede ayudar a la conductividad y a la potencia. Los resultados dependen de la formulación.
¿Venden baterías de grafeno?
No. Suministramos el Aditivo de grafeno para baterías a desarrolladores de electrodos.
¿Cuánto aditivo de grafeno para baterías se usa?
Normalmente del 1 % al 7 % en peso, según la aplicación.
¿Puedo comprar el Aditivo de grafeno para baterías en línea?
Sí. Está en nuestra tienda. El precio es bajo cotización.
Obtenga el Aditivo de grafeno para baterías
¿Listo para probar el grafeno en su propio producto? Vaya a la página de la tienda del Aditivo de grafeno para baterías para ver tamaños, SKU, la ficha técnica y la SDS, o explore toda la tienda de grafeno. Los precios y las muestras se cotizan. Llame al 704-659-3682 o solicite una cotización, muestras o una ficha técnica / SDS.
