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石墨烯电池与锂电池相比有哪些优势

来源:小鱼儿玄机2站  日期:2019-06-27 15:34  浏览量:

  石墨烯电池与锂电池相比有哪些优势?锂电池发展到现在已经遇到瓶颈,市场和消费者都渴望寻找更好的替代品。而前几年出现的石墨烯材料,用于电池方向能获得比传统锂电池更好的性能。石墨烯电池会取代锂电池吗?石墨烯电池与锂电池相比有哪些优势?

  石墨烯电池与锂电池的对比

  石墨烯电池:石墨烯电池,是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的准二维材料,所以又叫做单原子层石墨。利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。由于高导电性、高强度、超轻薄等特性,石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。

  石墨烯被研究者和各大媒体誉为“新材料之王”,是人类已知强度高、韧性好、重量轻、透光率高、导电性佳的新型纳米材料。

石墨烯.jpg

  锂电池:“锂电池”,锂离子电池中的锂离子指的是电池中的储能物质,在充放电过程中发生电池反应(化学变化)。是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。

  石墨稀电池的表现是比锂电池要好很多,特别是电池的动力特性、电容量、寿命等方面。但是目前石墨稀还没达到实用化阶段,离大批量生产还有很长的路要走。锂电池在安全性、续航能力、环境污染以及充电速度方面存在的巨大短板已经开始严重限制了各大高科技产业的发展,因此许多企业研发部门都将目光放到了更先进的石墨烯电池上面,并相信这一新型电池未来将彻底取代已经问世超过26年的锂电池。

  石墨烯电池的优缺点

  优点:

  1、储电量是目前市场最好产品的三倍。一个锂电池(以最先进的为准)的比能量数值为180wh/kg,而一个石墨烯电池的比能量则超过600wh/kg。

  2、用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里,而其充电时间不到8分钟。

  3、使用寿命长。其使用寿命是传统氢化电池的四倍,是锂电池的两倍。

  4、重量轻。石墨烯的特性使得电池的重量可以减少为传统电池的一半,这样可以提高装载该电池的机器的效率。

  5、成本低。生产这种电池的公司表示,它的成本将比锂电池低77%。稳定型高,电池寿命长,充电速度快;

  缺点:

  传统导电碳/石墨很便宜,都是论吨卖的,而石墨烯太贵。一克上千的价格,这不是一般企业能够承受得了的。而数年前,石墨烯的价格曾高达每克5000元,远超黄金价格,普通消费者也难以承受。

  石墨烯电池是否可以取代锂电池?

  单从使用角度而言,石墨烯电池完全能胜任锂电池在电动车中所起的作用,它有着更大的存储容量以及更快的充电速度,并且在高温下也比锂电池更为耐用。因此,石墨烯电池作为电动车电池是毫无问题的。

  虽然在诸多理论性能方面石墨烯电池相比锂电池更为出色,但各种因素的限制,它依然无法取代锂电池于电动车的地位。

  首先石墨烯电池的造价极为高昂,作为原材料的高导电石墨烯目前1克售价高达600元,被称作“黑金子”的石墨烯电池多应用在航空航天以及移动设备等领域,亲民的电动车只能对其望而兴叹。

  其次,石墨烯电池的制作工艺仍然不够成熟,目前仅处于实验室阶段的它无法达到量产的地步,石墨烯电池投入电动车市场在中短期内很难实现。

  另外相比于石墨烯电池,作为电池发展结晶的锂电池依旧有着诸多的优势,不论是市场还是技术都更为完善,石墨烯电池更可能以一种全新的技术融入锂电池中,推动电池革命的进程。

  总体而言,石墨烯电池虽然在性能方面远胜传统锂电池,但是在电动车电池领域的应用上还是无法取代锂电池的地位。尽管如此,石墨烯电池的研发也仍在继续,工艺的简化与材料的优化都是其重点,未来用作电动车电池也可能不是梦想哟。

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