石墨烯電池為什么沒有取代鋰電池
來源：寶鄂實業(yè)
2019-11-03 08:52
點擊量：次
石墨烯被研究者和各大媒體譽為“新材料之王”，是人類已知強度高、韌性好、重量輕、透光率高、導(dǎo)電性佳的新型納米材料。集萬千光芒于一身的石墨烯電池，有著比能量高、充電速率快等優(yōu)點。可是為什么石墨烯電池為什么沒有取代鋰電池？
石墨烯電池的優(yōu)勢和劣勢
優(yōu)勢
1.儲電量是目前市場最好產(chǎn)品的三倍。一個鋰電池(以最先進(jìn)的為準(zhǔn))的比能量數(shù)值為180wh/kg，而一個石墨烯電池的比能量則超過600wh/kg
2.用石墨烯電池提供電力的電動車最多能行駛1000公里，而其充電時間不到8分鐘
3.使用壽命長。石墨烯電池使用壽命是傳統(tǒng)氫化電池的四倍，是鋰電池的兩倍
4.重量輕。石墨烯的特性使得電池的重量可以減少為傳統(tǒng)電池的一半，這樣可以提高裝載該電池的機器的效率
5.成本低。生產(chǎn)石墨烯電池的公司表示，它的成本將比鋰電池低77%
劣勢
傳統(tǒng)導(dǎo)電碳/石墨很便宜，都是論噸賣的，而石墨烯太貴。一克上千的價格，這不是一般企業(yè)能夠承受得了的。而數(shù)年前，石墨烯的價格曾高達(dá)每克5000元，遠(yuǎn)超黃金價格，普通消費者也難以承受。
石墨烯電池暫時無法取代鋰電池
相比黑科技石墨烯技術(shù)，目前作為新能源車市場的主流電池類型——鋰電池憑借其相對高的能量密度和成熟的成本優(yōu)勢，備受特斯拉等全球新能源車大廠商青睞。
事實上就目前石墨烯在電池上的應(yīng)用來說，主要是和硅結(jié)合，所謂的石墨烯電池，本質(zhì)上還是屬于鋰電池。對鋰電池來說，石墨烯作為碳基負(fù)極材料，是沒有辦法從根本上改變鋰電池能量比數(shù)量級的。
在電池負(fù)極里面代替原來的石墨，雖然可以提升鋰電池的整體容量和充電速度，但性能提升效果有限，并沒到那般強勢。
石墨烯電池沒有取代鋰電池的原因
阻礙石墨烯電池的主要原因，量產(chǎn)化困難的主要原因在其內(nèi)部。
1.全石墨烯電池成本十分高昂，而且制備難度大，幾乎不可能量產(chǎn)?，F(xiàn)在公布的一些驚人數(shù)據(jù)基本都來自純度極高的石墨烯電池，僅出現(xiàn)在概念階段或?qū)嶒炇覂?nèi);
2.“摻雜石墨烯電池”在鋰電池上的作用是導(dǎo)電劑或電極嵌鋰材料，但與傳統(tǒng)的導(dǎo)電碳和石墨低廉的成本相比，前者帶來的性能提升不足以吸引各廠家;
3.石墨烯材料本身具有的高比表面積等性質(zhì)，與現(xiàn)在的鋰電池工業(yè)的技術(shù)體系無法相容;
4.除此之外，比如其他材料的沖擊(比如硅在做負(fù)極上有著更高的理論容量)和分散工藝難度高等問題，都制約著它在鋰電池上的應(yīng)用。
