石墨烯電池比鋰電池更持久耐用嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-08-04 10:34
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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。
總體而言，石墨烯電池雖然在性能方面遠勝傳統(tǒng)鋰電池，但是在電動車電池領(lǐng)域的應用上還是無法取代鋰電池的地位。Earthdas的石墨烯電池可以在五分鐘左右為摩托車和電動自行車充電。也不需要特殊的安裝。這種電池使用的是類似膏狀和石墨烯的電解質(zhì)。這些改進了“能量密度容量”，使充電器比基于鋰的選擇提高了12倍。
他們的400gr原型機得到了國際投資基金的支持。事實上，這個被稱為石墨烯旗艦的項目代表了歐盟最大的研究計劃。預算總額約為10億美元。
Earthdas計劃在今年晚些時候?qū)㈦姵赝葡蚴袌觥５谝淮紊a(chǎn)運行提供了3000個單位的電動摩托車和自行車制造商。在加泰羅尼亞的第一輪之后，Earthdas計劃將業(yè)務(wù)擴展到歐洲，然后是全球。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，石墨烯材料就是完美的解決方案，石墨烯是一種具有獨特性質(zhì)的超薄碳原子層。Shahbazian-Yassar與他的同事以前曾使用過石墨烯調(diào)節(jié)鋰金屬電池電極上積聚的鋰。
Shahbazian-Yassar與他的同事都知道，氧原子無法從石墨烯片中滲出。此外，石墨烯還具有強度高、柔韌性好、可導電等優(yōu)點。他們認為，如果用石墨烯將鋰電池的鈷酸鋰陰極小顆粒包裹起來，就可能阻止氧氣逸出。
首先，研究人員用化學方法改變了石墨烯，使其具有導電性。接下來，他們將鈷酸鋰陰極電極的微小顆粒包裹在導電的石墨烯中。當研究人員使用電子顯微鏡，觀察被石墨烯包裹的鈷酸鋰顆粒時發(fā)現(xiàn)，與未包裹石墨烯的顆粒相比，在高溫下，釋放的氧氣明顯減少。
接下來，研究人員將被石墨烯包裹的顆粒與粘合材料相結(jié)合，形成了一個陰極，集成至鋰金屬電池中。當研究人員測量電池循環(huán)過程中氧氣釋放情況時發(fā)現(xiàn)，即使在非常高的電壓下，也幾乎沒有氧氣從陰極中逸出。即使在200次充放電循環(huán)之后，鋰金屬電池的表現(xiàn)仍然很好。
Sharifi-Asl表示：“與傳統(tǒng)的鋰金屬電池相比，陰極包裹了石墨烯的電池在快速循環(huán)后僅損失了約14%的容量，而在相同條件下，傳統(tǒng)鋰金屬電池的性能下降了約45%”。
Shahbazian-Yassar表示：“石墨烯是阻止氧氣進入電解質(zhì)的理想材料。該材料不透氧、可導電、具柔韌性，強度高，能夠承受電池內(nèi)部條件。而且其只有幾納米厚，因此不會額外增加電池的質(zhì)量。我們的研究表明，在陰極中使用石墨烯可減少氧氣的釋放，可能是將電池起火風險顯著降低的一種方法，而此類電池為手機和汽車提供動力”。
