石墨烯電池與鋰電池的區(qū)別分析
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-01-19 08:24
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石墨烯被認(rèn)為是未來最具潛力的材料之一，但就目前而言，它的泡沫成分大于實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，阻礙這種材料普及的因素很多，可量產(chǎn)性和成本則是最主要的普及障礙，石墨烯電池要想在短期內(nèi)徹底取代鋰電池恐怕還有很長的路要走。
石墨烯電池與鋰電池的對比
石墨烯被研究者和各大媒體譽(yù)為“新材料之王”，是人類已知強(qiáng)度高、韌性好、重量輕、透光率高、導(dǎo)電性佳的新型納米材料。石墨稀電池的表現(xiàn)是比鋰電池要好很多，特別是電池的動(dòng)力特性、電容量、壽命等方面。但是目前石墨稀還沒達(dá)到實(shí)用化階段，離大批量生產(chǎn)還有很長的路要走。
在新能源電動(dòng)車當(dāng)中，電池則是核心中的核心，目前，電動(dòng)車主流的電池都是采用鋰電池和石墨烯電池。石墨烯電池是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性，開發(fā)出的一種新能源電池，鋰電池工作電壓變化較大。
石墨烯電池，是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個(gè)原子層厚度的準(zhǔn)二維材料，所以又叫做單原子層石墨。利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性，開發(fā)出的一種新能源電池。由于高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、超輕薄等特性，石墨烯在航天軍工領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢也是極為突出的。
鋰電池，鋰離子電池中的“鋰離子”指的是電池中的儲能物質(zhì)，在充放電過程中發(fā)生電池反應(yīng)。是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。
電動(dòng)車使用石墨烯電池制作的優(yōu)點(diǎn)
1、單次續(xù)航里程可高達(dá)1000公里；
2、單次完全充電僅需8分鐘以內(nèi)；
3、使用壽命是傳統(tǒng)氫化電池的四倍，鋰電池的兩倍；
4、重量僅為傳統(tǒng)電池的一半；
5、電池成本比鋰電池低77%。
由此可見，石墨烯電池存在著相當(dāng)大的潛力，是代替鋰離子電池的最好材料。由于鋰電池的安全性差和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn),所以,近年來石墨烯電池成為備受期待的火熱研究方向。
石墨烯電池是否可以取代鋰電池呢？
單從使用角度而言，石墨烯電池完全能勝任鋰電池在電動(dòng)車中所起的作用，它有著更大的存儲容量以及更快的充電速度，并且在高溫下也比鋰電池更為耐用。因此，石墨烯電池作為電動(dòng)車電池是毫無問題的。
雖然在諸多理論性能方面石墨烯電池相比鋰電池更為出色，但各種因素的限制，它依然無法取代鋰電池于電動(dòng)車的地位。
首先石墨烯電池的造價(jià)極為高昂，作為原材料的高導(dǎo)電石墨烯目前1克售價(jià)高達(dá)600元，被稱作“黑金子”的石墨烯電池多應(yīng)用在航空航天以及移動(dòng)設(shè)備等領(lǐng)域，親民的電動(dòng)車只能對其望而興嘆。其次，石墨烯電池的制作工藝仍然不夠成熟，目前僅處于實(shí)驗(yàn)室階段的它無法達(dá)到量產(chǎn)的地步，石墨烯電池投入電動(dòng)車市場在中短期內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)。
