蓄電池真的比石墨烯電池好用嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-04 11:23
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近日美國克拉克森大學(xué)的一個團(tuán)隊成功研究出一款以大麻為原材料之一的“超級電容器”（suptercapacitor）。據(jù)稱，該產(chǎn)品可以用來為電動車等設(shè)備充電，且充電效率更高更強。每噸的生產(chǎn)成本比石墨烯電池低500到1000美元。
研究者們已經(jīng)證明了可以簡單地將麻類韌皮纖維通過兩個階段程序加熱，就可以制造出高效的碳電極。最終得到的物質(zhì)能夠儲存同石墨烯一樣多的能量，但是制造起來會更加的便宜。你需要的只是一些植物殘余而已，并且其對溫度的要求也更低，可以使用的環(huán)境從冰冷的零下到炙熱的華氏200度。
其潛在的影響是很容易看到的，石墨烯已經(jīng)通過測試可以用來制造普通電池和超級電容器了，超級電容器充電時間極短并且不會退化，因此將來我們的汽車或者是移動設(shè)備使用基于麻類植物制造的便宜電池是可以實現(xiàn)的。同時該技術(shù)也可以在其它領(lǐng)域用來替代石墨烯，例如太陽能電池板和觸摸屏。并且現(xiàn)階段它已經(jīng)不只是一個概念了，一個小的加拿大公司正在擴大麻類電極的產(chǎn)量，并且隨著美國大麻種植的合法化，其批量生產(chǎn)的可能性也越來越現(xiàn)實。
電池似乎是電動汽車普及的一個限制因素，電動汽車使用的電池又大又重，它們是汽車中最昂貴的部件之一，與汽油動力、汽車相比，它們的行駛里程有限。這些電池充電需要很長時間，而且速度很慢。為了解決這個問題，許多人都在尋找石墨烯電池作為解決方案。石墨烯電池可以通過許多不同的方式改進(jìn)現(xiàn)有的電池技術(shù)，比如提高電池的使用壽命和性能。
超級電容器石墨烯
超級電容器由兩層石墨烯組成，中間有一個電解質(zhì)層。這部電影很強大，非常的薄，并且能夠在很短的時間內(nèi)釋放大量的能量，這是至關(guān)重要的。超級電容在短時間內(nèi)提供高功率輸出，這意味著汽車的加速速度和充電時間僅需幾分鐘，而標(biāo)準(zhǔn)的電動汽車電池則需要幾個小時。
普通電池占據(jù)了大量的空間，而超級電容膜則可以集成到車輛的多個區(qū)域，如車身面板、車頂、地板和門。超級電容器可以為車輛提供所需的能量，同時使車輛本身更輕。
基于石墨烯的超級電容薄膜將能夠在幾分鐘內(nèi)完全充電，而不是傳統(tǒng)電池所需要的幾個小時。但是，盡管它可能比標(biāo)準(zhǔn)電池更快地充電和釋放能量，但它們目前的能量卻不那么大。這是科學(xué)家們希望通過進(jìn)一步研究改變的一個方面。“未來,希望即將開發(fā)的超級電容器存儲更多的能量比鋰電池,同時保留的能力釋放能量快10倍——這意味著汽車可以完全由超級電容器的車身。在一次充電之后，這輛車應(yīng)該能跑到500公里(310英里)——類似于汽油動力車，是目前電動汽車的兩倍多。”
因為超級電容器是由石墨烯制成的，一層碳只有一個原子厚，所以薄膜是一個更生態(tài)的選擇。此外，由于碳的來源比傳統(tǒng)電池中的鋰更容易獲得，隨著時間的推移，它可能會變得相當(dāng)經(jīng)濟(jì)，而且生產(chǎn)變得更加普遍。鋰離子電池的價格不能大幅降低，因為鋰的價格仍然很高。這項技術(shù)并不依賴于金屬和其他有毒物質(zhì)，所以如果需要處理的話，它是環(huán)保的，石墨烯是熱能和電能的優(yōu)良導(dǎo)體。石墨烯也具有化學(xué)惰性，它的表面積很大，但仍然很靈活，而且非常輕。石墨烯通常被認(rèn)為是可持續(xù)和環(huán)保的，有許多不同的可能應(yīng)用。石墨烯電池是一種由石墨烯制成的新型電池，它是一種蜂窩狀的碳原子薄片。隨著電動汽車市場份額的增加，新的電池技術(shù)正在被應(yīng)用，以提高其行駛里程和效率。石墨烯電池是一種可以應(yīng)用于電動汽車的新技術(shù)。
電動車一直是城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)里的一道獨特風(fēng)景，雖然使用條件很低，但是它所受限制也同樣不少。電動車電池便是嚴(yán)重影響電動車使用的一大關(guān)鍵，傳統(tǒng)鋰電池不管是使用壽命還是充電時間都一直為人所詬病，而新型的石墨烯電池在各方面卻明顯遠(yuǎn)勝于它，那么石墨烯電池能否用作電動車電池呢？石墨烯電池又是否可以取代鋰電池于電動車的地位呢？
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車的地位。
首先石墨烯電池的造價極為高昂，作為原材料的高導(dǎo)電石墨烯目前1克售價高達(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設(shè)備等領(lǐng)域，親民的電動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，目前僅處于實驗室階段的它無法達(dá)到量產(chǎn)的地步，石墨烯電池投入電動車市場在中短期內(nèi)很難實現(xiàn)。
另外相比于石墨烯電池，作為電池發(fā)展結(jié)晶的鋰電池依舊有著諸多的優(yōu)勢，不論是市場還是技術(shù)都更為完善，石墨烯電池更可能以一種全新的技術(shù)融入鋰電池中，推動電池革命的進(jìn)程。
總體而言，石墨烯電池雖然在性能方面遠(yuǎn)勝傳統(tǒng)鋰電池，但是在電動車電池領(lǐng)域的應(yīng)用上還是無法取代鋰電池的地位。盡管如此，石墨烯電池的研發(fā)也仍在繼續(xù)，工藝的簡化與材料的優(yōu)化都是其重點，未來用作電動車電池也可能不是夢想喲。
