Una storia iniziata con una matita: il nanomateriale più resistente e l’auto elettrica più lontana

Di solito scriviamo con le matite, infatti, è sbucciare la grafite dalla matita alla carta.

Nel 2002, Zhang Yuanbo, attualmente Distinguished Professor e Doctoral Supervisor del Dipartimento di Fisica della Fudan University, era uno studente di dottorato che aveva appena iniziato la sua ricerca alla Columbia University. A quel tempo, stava lavorando su un campo che nessuno aveva mai toccato prima: il grafene.

A quel tempo, nessuno era stato in grado di separare questo strato atomico dalla massa di grafite e il grafene era ancora considerato una struttura ipotetica.

Seguendo l’idea della “scrittura a matita”, Zhang Yuanbo ha passato due anni a realizzare un lotto di nano-matite con un pennino di soli 1-2 micron. Attraverso il micro-manipolatore, si possono “scrivere” 10 nanometri sul wafer di silicio , cioè circa 30 strati di scaglie di grafite.

Zhang Yuanbo, che aveva fatto un grande passo verso il successo, era molto eccitato in quel momento, ma la cosa crudele è che, come i notiziari, la ricerca scientifica è sensibile al tempo.

Nello stesso anno, i fisici Andrei Heim e Konstantin Novoselov dell’Università di Manchester hanno isolato con successo il grafene negli esperimenti, per i quali hanno ricevuto il Premio Nobel per la Fisica 2010.

Zhang Yuanbo in seguito ha ricordato: “Prima di vedere i [loro] documenti, non avevamo idea che stessero facendo un lavoro simile e io e il mio supervisore eravamo molto frustrati”.

Tuttavia, la ricerca deve continuare. Un anno dopo, Zhang Yuanbo isolò un grafene di qualità superiore e osservò un fenomeno fisico completamente nuovo: l’effetto Hall quantistico anomalo mezzo intero. Questo non è l’obiettivo di oggi, quindi non lo introdurrò troppo.

Il punto è che, dopo questo, sono state scoperte successivamente una serie di proprietà uniche del grafene:

Questo è attualmente il nanomateriale più sottile e più duro al mondo. Non solo, questo materiale quasi trasparente ha un’eccellente conduttività elettrica, superando anche rame e argento, e ha un grande potenziale di approvvigionamento energetico .

Ad esempio, come batterie per veicoli elettrici.

Come i veicoli elettrici, la durata della batteria è sempre stata uno dei punti deboli dei veicoli elettrici a due ruote . L’area di ricarica per auto elettriche al piano di sotto sembra non riuscire mai a fare spazio. Questa sensazione è come… Aspettare l’aereo al molo di Shamian, aspettare la nave all’aeroporto di Baiyun e aspettare il bagno ad Aifaner prima del lavoro…

Non riesco nemmeno a collegare un caricabatterie, per non parlare di un’auto.

Dopo l’implementazione del nuovo standard nazionale, i veicoli elettrici domestici a due ruote hanno inaugurato un importante rimpasto.Prima e dopo questo, è emerso un nuovo prodotto a batteria chiamato batteria al grafene che ha gradualmente occupato l’attenzione del mainstream, diventando uno dei principali motori per migliorare la durata della batteria.

La tecnologia più avanzata dovrebbe essere applicata ai veicoli elettrici più diffusi. È Yadea, che attualmente detiene la quota di mercato più alta, a dare il via a questa ondata di innovazione dei materiali energetici.

Parole chiave: durata della batteria

Yadi ha visto il potenziale del grafene già nel 2008, ma poiché il prezzo del primo grafene era troppo alto, non avevano fretta di approfondire. Non è stato fino al 2017 che Yadea ha condotto una serie di ricerche sulla preparazione di grafene e liquame, per poi accelerare gradualmente il ritmo di applicazione delle batterie al grafene.

L’intero processo per inserire una batteria al grafene in un’auto è in realtà simile alla storia del dottor Zhang Yuanbo 16 anni fa.La ricerca scientifica è probabilmente la stessa.

“L’unico modo per avere successo è ripetere l’esperimento. Non c’è scorciatoia. “Ha detto senza mezzi termini Wei Shifu, direttore del Power and Energy Center dello Yadea Technology Research Institute in un’intervista con Ai Faner.

Ciò che rende Yadi determinato a conquistare l’applicazione delle batterie al grafene sono i suoi quattro principali vantaggi che sono diversi dalle tradizionali batterie al piombo:

Maggiore durata, maggiore capacità, maggiore durata della batteria e migliori prestazioni alle basse temperature.

Secondo i dati dei test di Yadi, rispetto alle tradizionali batterie al piombo, le batterie al grafene possono essere caricate e scaricate migliaia di volte e la loro durata è 3 volte superiore a quella delle batterie ordinarie; anche la capacità delle batterie al grafene con lo stesso volume è maggiore rispetto a quello delle normali batterie piombo-acido, circa il 30%.

Allo stesso tempo, la batteria al grafene utilizza un elettrolita antigelo altamente attivo, che può migliorare efficacemente la velocità di diffusione dell’elettrolita, migliorando così la reattività della batteria e garantendo la durata della batteria dei veicoli elettrici in inverno.

Nello specifico, sul GN 3 E9 PRO equipaggiato con la batteria TTFAR Graphene 3 Generation Plus, non è necessario menzionare che ha una grande capacità e funziona a lungo, e può essere caricato anche in un ambiente a -20°C.

Con le eccellenti prestazioni del prodotto come supporto, le batterie al grafene di Yadi hanno naturalmente ottenuto buoni risultati sul mercato e il volume cumulativo delle vendite ha superato i 45 milioni.

Parlando dell’andamento del mercato delle batterie al grafene TTFAR, Westford era leggermente eccitato nell’intervista.

Rispetto alla soddisfazione per i dati sulle vendite, questo è un buon incentivo per tutto il nostro team di ricerca e sviluppo.È molto incoraggiante ricevere feedback positivi dal mercato per il nostro lavoro di investimento a lungo termine in ricerca e sviluppo!

Ha affermato che Yadea spera di sfruttare appieno questo enorme volume di utenti, raccogliere e scoprire problemi e ottimizzare le soluzioni tecniche dal feedback degli utenti reali e dalle visite di ricerca.

La dedizione di Yadea alla tecnologia si riflette anche nei suoi prodotti con batterie al litio.

Quest’estate, quando Yadea ha rilasciato la batteria TTFAR Graphene 3-generation Plus, ha anche messo in evidenza contemporaneamente i risultati della ricerca e sviluppo nelle batterie al litio: la batteria al litio TTFAR in fibra di carbonio 2.0.

Secondo Wei Shifu, la batteria è la batteria al litio con la capacità maggiore tra le biciclette elettriche standard nazionali.Adotta una cella della batteria a pila quadrata e un processo PACK compatto e la capacità è del 100% superiore a quella delle normali batterie al litio.

In termini di sicurezza, Yadea ha adottato la combinazione di manganato di litio misto a cristallo singolo + fosfato di litio ferro manganese, che ha una “doppia assicurazione” per la sicurezza della batteria alla fonte dei materiali.

Prendendo come esempio il prodotto, il GN 3 S9 MAX dotato di batteria al litio 2.0 in fibra di carbonio TTFAR ha superato facilmente la durata della batteria di 200 chilometri ed è diventato il nuovo veicolo elettrico standard nazionale con la durata della batteria più lunga.

Qual è il concetto di 200 chilometri?

Anche i gloriosi lavoratori migranti che percorrono 40 chilometri al giorno lavorano per cinque giorni senza caricare la propria auto.Nei fine settimana, scelgono un momento in cui non c’è nessuno per ricaricare rapidamente le batterie per affrontare la vita lavorativa della prossima settimana.

parola chiave: costo

Sembra che le batterie al grafene siano già una tecnologia molto matura, ma nel 2008 l’applicazione di nuovi materiali mai utilizzati in questo settore nelle batterie significa che non ci sono precedenti di riferimento sulla strada della ricerca e sviluppo, possono solo “attraversare il fiume sentendo i sassi” e affrontare il rischio di fallimento della ricerca e sviluppo in qualsiasi momento.

“Quindi dobbiamo essere più rigorosi e pazienti nel formulare un protocollo di prova rigoroso e continuare a portarlo avanti, il che è un processo lungo e noioso”, ha affermato Westfield.

La fiducia reciproca, la tenacia e la determinazione della squadra a correre verso lo stesso obiettivo sono le chiavi della nostra svolta negli attuali risultati graduali.

In ogni tipo di difficoltà, il team di ricerca scientifica di Yadea ha continuato a innovare, a migliorare e aggiornare continuamente la tecnologia energetica e ha promosso con successo il progresso della tecnologia energetica nell’intero settore.

Ma nella conversazione con Westfield, Ai Faner ha appreso che la difficoltà più difficile da superare non è la tecnologia, ma il costo——

Il grafene è scarso all’inizio come l’oro, quindi è anche chiamato “oro nero”.

“In quei pochi anni, il prezzo di 1 grammo di grafene era di 2.000 yuan. Il costo elevato ha interrotto la ricerca e anche se il grafene fosse stato combinato con successo con la batteria, il prezzo sarebbe stato decisamente proibitivo”. .

Tuttavia, con gli sforzi del team di ricerca e sviluppo di Yadi, è stata sviluppata con successo una serie di tecnologie brevettate per la preparazione del grafene, che non solo hanno ridotto il costo del grafene a meno di 1 yuan per grammo, ma hanno anche prestazioni eccellenti e nessuna emissione di sostanze inquinanti, garantendo grafene. qualità e, infine, ha prodotto con successo la batteria al grafene di prima generazione.

Ciò che è lodevole è che, sebbene esistano effettivamente prodotti di fascia medio-alta e prodotti entry-level a livello di prodotto, a livello tecnico, Yadi non “differenzia”.

Un fatto fondamentale è che, sia che si tratti di un prodotto di fascia alta o di tutti i giorni, la ricerca e lo sviluppo della tecnologia alla base, comprese le batterie, devono essere fatti in modo solido.

Westfield ritiene che ciò che devono fare sia promuovere un posizionamento chiaro del prodotto e una configurazione tecnica specifica in base alle esigenze differenziate degli utenti, e ha citato due esempi:

Ad esempio, alcuni utenti, a causa del loro lungo chilometraggio giornaliero, la loro prima richiesta è la lunga durata della batteria dei veicoli elettrici.Quando creiamo questo tipo di prodotti con una lunga durata della batteria, dobbiamo dare la priorità a soddisfare questa domanda. .

Alcuni utenti potrebbero non preoccuparsi molto della durata della batteria. Preferiscono che l’intera auto sia leggera e flessibile, il che è comodo da guidare per le donne e gli anziani. Quindi daremo la priorità al “leggero” per costruire e lanciare prodotti in grado di soddisfare le loro esigenze principali.Il prodotto.

Il pensiero di Yadea sull’esperienza utente si riflette anche nella garanzia della qualità: la batteria Yadea TTFAR Graphene di 4a generazione è il primo prodotto a batteria del settore che può ottenere una garanzia di 3 anni, che è molto più alta dello standard “tre garanzie” .

tag: sfida

Nella fase iniziale dello sviluppo dell’industria dei veicoli elettrici a due ruote, il mercato era ancora immaturo e la forma era disorganizzata. Dopo diverse discussioni interne, Yadea ha deciso di concentrarsi sul business dei veicoli elettrici a due ruote, concentrarsi sulle strategie di fascia alta e di globalizzazione e migliorare continuamente la qualità dei prodotti.

Spinte dalla “strategia di fascia alta”, le vendite di Yadea sono rimaste in aumento nonostante il calo generale delle vendite nel settore dei veicoli elettrici nel 2015. Nel 2018, il fatturato complessivo di Yadea è aumentato del 25% in controtendenza, con vendite superiori a 5 milioni di unità.

Negli ultimi due anni, Yadi ha anche affrontato severi test di mercato.

Dal prodotto stesso, influenzato dal contesto economico, i prezzi delle materie prime come acciaio e alluminio hanno continuato a salire e la pressione sui costi portata dalla filiera ha continuato a crescere. Westfield ritiene che in questo caso Yadi dovrebbe fare due cose:

1. Migliorare l’efficienza dell’uso dei materiali e ridurre al minimo gli sprechi;
2. Accelerare l’innovazione tecnologica, garantire la qualità riducendo i costi di utilizzo dei materiali e contribuire al controllo dei costi.

Inoltre, la batteria al grafene pioniera di Yadea ha anche causato un follow-up di bassa qualità sul mercato, che ha avuto un certo impatto sulla standardizzazione del settore e del mercato, e ha anche causato l’insoddisfazione di alcuni utenti per le batterie al grafene.

C’è solo un modo per risolvere questo problema: aderire alla qualità del prodotto e promuovere il sano sviluppo dell’intero settore con aggiornamenti tecnologici iterativi vantaggiosi.

In futuro, Yadea aderirà ancora alla modalità di ricerca e sviluppo parallela a doppia linea e alla modalità di uscita della batteria al grafene + batteria al litio per assistere la realizzazione di funzioni diversificate dei prodotti. Tra questi, le batterie al grafene saranno ancora al centro dell’attenzione in una certa fase e Yadea continuerà a migliorare la leggerezza e la densità di energia delle batterie al grafene.

Yadea manterrà il passo con la tendenza dei materiali energetici e delle tecnologie correlate e manterrà sempre un atteggiamento aperto ed esplorativo per realizzare prodotti migliori.

Quando ha detto questo, il tono di Westfield era molto fermo.

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