石墨烯電池的制作工藝仍然不夠成熟嗎?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-04-25 15:49
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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,作為原材料的高導電石墨烯目前1克售價高達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,推動電池革命的進程。電池是一種能源。當它正負極連接在用電器上時,因為正負極之間存在電勢之差,電流從正極流向負極,儲存在電池中的化學能直接轉(zhuǎn)化成電能釋放出來,一只電池必然由兩種不同電化學活性的物質(zhì)組成正負兩極,正負極活性物質(zhì)之間的電動勢差形成電池的電壓,根據(jù)其電化學系統(tǒng)的不同,各種類型的電池電壓各有不同。
2、一次電池和充電電池有什么區(qū)別?
電池內(nèi)部的電化學設(shè)計決定了該類型的電池是否可充。根據(jù)它們的電化學成分和電極的結(jié)構(gòu)可知,可充電電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間所發(fā)生的反應(yīng)是可逆的。理論上,這種可逆性是不會受循環(huán)次數(shù)的影響,既然充放電會在電極的體積和結(jié)構(gòu)上引起可逆的變化,那么可充電電池的內(nèi)部設(shè)計就支持這種變化。而一次電池在給定的電池環(huán)境中兩個電極之間的電化學反應(yīng)是不可逆的,因此,不可以將一次電池拿來充電,這種做法很危險也很不經(jīng)濟。如果需要反復使用,應(yīng)選擇真正的循環(huán)次數(shù)在1000次左右的充電電池,這種電池又稱為二次電池。
另一明顯的區(qū)別就是二次電池具有較高的比能量和負載能力,但自放電率較大。一次電池能量密度遠比二次電池高。然而他們的負載能力相對要小。
3、充電電池是怎樣實現(xiàn)它的能量轉(zhuǎn)換?
每種電池都具有電化學轉(zhuǎn)換的能力,即將儲存的化學能直接轉(zhuǎn)換成電能。就二次電池而言(另一術(shù)語也稱可充電便攜式電池),在放電過程中,是將化學能轉(zhuǎn)換成電能;而在充電過程中,又將電能重新轉(zhuǎn)換成化學能。這樣的過程根據(jù)電化學系統(tǒng)不同,一般可充放電500次以上。
Li-ion是一種新型的可充電便攜式電池。它的額定電壓為3.6—3.8V。他的放電電壓會隨放電的深度而逐漸下降。
4、什么是Li-ion電池?
Li-ion是鋰電池發(fā)展而來。所以在介紹Li-ion之前,先介紹鋰電池。鋰電池的正極材料是鋰金屬。負極材料是碳材。按照大家習慣上的命名規(guī)律,我們稱這種電池為鋰電池。
Li-ion的正極材料是氧化鋰鈷,負極材料是碳材。電池通過正極產(chǎn)生的鋰離子在負極碳材中的嵌入與遷出來實現(xiàn)電池的充放電過程,所以人們稱之為Li-ion。
5、Li-ion電池的工作原理是什么?
鋰離子電池以碳素材料為負極,以含鋰的化合物作正極,沒有金屬鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰離子電池的充放電過程,就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中,同時伴隨著與鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌(習慣上正極用嵌入或脫嵌表示,而負極用插入或脫插表示)。在充放電過程中,鋰離子在正、負極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插,被形象地稱為“搖椅電池”。
鋰離子電池能量密度大,平均輸出電壓高。自放電小,每月在10%以下。沒有記憶效應(yīng)。工作溫度范圍寬為-20℃~60℃。循環(huán)性能優(yōu)越、可快速充放電、充電效率高達100%,而且輸出功率大。使用壽命長。沒有環(huán)境污染,被稱為綠色電池。
















