石墨烯電池能否取代鋰電池?石墨烯與鋰電池的對比
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-29 14:14
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石墨烯與鋰電池的比較。石墨烯被認(rèn)為是未來最有前途的材料之一,但是現(xiàn)在,它的泡沫成分大于實際的應(yīng)用價值,許多因素阻礙了這種材料的推廣,可以生產(chǎn)和傳播的成本是主要的障礙,石墨烯電池完全取代鋰電池在短時間內(nèi)恐怕還有很長的路要走。
石墨烯與鋰電池的比較
石墨烯被研究人員和媒體譽為“新材料之王”，是一種強度高、韌性好、重量輕、透光率高、導(dǎo)電性好的新型納米材料。石墨烯電池的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于鋰電池，尤其是在功率特性、容量、壽命等方面。然而，石墨烯尚未進(jìn)入實際應(yīng)用階段，大規(guī)模生產(chǎn)還有很長的路要走。
在新能源電動汽車中，電池是核心的核心。目前，電動汽車的主流電池是鋰電池和石墨烯電池。石墨烯電池是利用在石墨烯表面與電極之間快速、大量穿梭的鋰離子而開發(fā)的新能源電池。鋰電池的工作電壓變化很大。
石墨烯電池是一種準(zhǔn)二維材料，只有一層原子厚度，由sp2雜化的碳原子構(gòu)成的細(xì)胞平面膜，故又稱單原子層石墨。利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速、大規(guī)模的運動，開發(fā)了一種新能源電池。由于石墨烯具有高導(dǎo)電性、高強度、超薄等特點，在航空航天和軍事領(lǐng)域也具有突出的應(yīng)用優(yōu)勢。
鋰電池，鋰離子電池中的“鋰離子”是指電池儲能材料，在電池充放電過程中發(fā)生反應(yīng)。它是一種以鋰金屬或鋰合金為正極材料，采用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰電池可分為兩大類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含金屬鋰，可以充電。其安全性、比容量、自放電率和性能比均優(yōu)于鋰離子電池。
利用石墨烯電池制造電動汽車的優(yōu)勢
1. 單趟行程行程可達(dá)1000公里;
2. 一次充滿電只需不到8分鐘;
3.使用壽命是傳統(tǒng)氫化電池的4倍，鋰電池的2倍;
4. 只有傳統(tǒng)電池一半的重量;
5. 電池成本比鋰電池低77%。
因此，石墨烯電池作為替代鋰離子電池的最佳材料具有相當(dāng)大的潛力。由于鋰電池的安全性和火災(zāi)危險性較差，近年來石墨烯電池成為研究熱點。
石墨烯電池能否取代鋰電池?
單就使用而言，石墨烯電池非常適合鋰電池在電動汽車中的作用，與鋰電池相比，它具有更大的存儲容量、更快的充電速度和更強的高溫耐久性。因此，石墨烯電池作為電動汽車電池是沒有問題的。
雖然石墨烯電池在許多理論性能方面都優(yōu)于鋰電池，但由于各種限制，石墨烯電池仍無法替代電動汽車中的鋰電池。
首先，石墨烯電池極其昂貴。作為一種原材料，高導(dǎo)電石墨烯目前的售價高達(dá)每克600元。所謂的“黑金”石墨烯電池主要用于航空航天和移動設(shè)備。其次，石墨烯電池的制造技術(shù)還不夠成熟，僅處于實驗室階段，還不能進(jìn)入量產(chǎn)階段，石墨烯電池很難在中短期內(nèi)進(jìn)入電動汽車市場。
此外，與石墨烯電池相比，鋰電池作為電池發(fā)展的結(jié)晶，仍有許多優(yōu)點。市場和技術(shù)都更加完善。石墨烯電池更有可能以新技術(shù)整合到鋰電池中，推動電池革命。
總體而言，石墨烯電池在性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)鋰電池，但在電動汽車電池領(lǐng)域卻無法替代鋰電池。盡管如此，石墨烯電池的發(fā)展仍在繼續(xù)，以工藝簡化和材料優(yōu)化為重點，未來在電動汽車電池中的應(yīng)用可能并非夢想。
