石墨烯電池的諸多優(yōu)點(diǎn)
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-02-07 16:14
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石墨烯被研究人員和媒體譽(yù)為“新材料之王”，是一種強(qiáng)度高、韌性好、重量輕、透光率高、導(dǎo)電性好的新型納米材料。
石墨烯聚合電池具有比能更高、充電速度更快的優(yōu)點(diǎn)，而這正是當(dāng)今電動(dòng)汽車(chē)的痛點(diǎn)。例如，2015年，華為瓦特實(shí)驗(yàn)室在第56屆日本電池大會(huì)上公布了一項(xiàng)快速充電技術(shù)。這種3000mAh石墨烯電池在5分鐘內(nèi)就能產(chǎn)生高達(dá)48%的電量。
此外，2014年，西班牙公司Graphenano與西班牙科瓦多大學(xué)(corvaldo university)合作，開(kāi)發(fā)了第一款石墨烯聚合物電池。
他們認(rèn)為，電池有很多優(yōu)點(diǎn):
1. 石墨烯電池的具體能源超過(guò)600 wh /公斤,存儲(chǔ)容量是市場(chǎng)上最好的產(chǎn)品的三倍,這是能夠粉碎即使在今天(例如,比亞迪磷酸亞鐵鋰電池的能量密度是150 ~ 160 wh /公斤,和特斯拉21700年最新的電池系統(tǒng)的能量密度大約是300 wh /公斤);
2. 一次行程的行程范圍可達(dá)1000公里;
3.一次充滿電只需不到8分鐘;
4. 使用壽命是傳統(tǒng)氫化電池的4倍，鋰電池的2倍;
5. 只有傳統(tǒng)電池一半的重量;
6. 格拉皮納諾說(shuō)，這種電池比鋰電池便宜77%。
如果你從實(shí)驗(yàn)室的角度來(lái)看，我并不懷疑這些數(shù)據(jù)，因?yàn)槭╇姵匾脖环Q為“圈錢(qián)機(jī)”或“紙工具”。不相信去大學(xué)看看就知道，學(xué)這東西很好發(fā)文章，但真的到了實(shí)用階段，基本啞巴火。
要想知道這是否是故意對(duì)石墨烯電池進(jìn)行降解，方法很簡(jiǎn)單。例如，四年已經(jīng)過(guò)去了，格拉菲納諾再也沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)。
據(jù)其網(wǎng)站介紹，最新消息主要是關(guān)于參加全國(guó)性會(huì)議或石墨烯在其他產(chǎn)品(如牙科產(chǎn)品)中的應(yīng)用。隨著巨大的電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的消失，從醫(yī)療用品中賺錢(qián)不是瘋狂就是我們高估了他們的產(chǎn)品。
事實(shí)上，就石墨烯目前在電池中的應(yīng)用而言，它主要與硅結(jié)合，而所謂的石墨烯電池本質(zhì)上是鋰電池。對(duì)于鋰離子電池而言，石墨烯作為碳正極材料，無(wú)法從根本上改變鋰離子電池的能量比。
更換電池負(fù)極中原有的石墨可以提高電池的整體容量和充電速度，但性能改善效果有限，不像上述那樣明顯。
以上是斯坦福大學(xué)崔毅和他的團(tuán)隊(duì)在《自然遺傳學(xué)》雜志上發(fā)表的“空氣穩(wěn)定的獨(dú)立鋰合金/石墨烯箔作為鋰金屬陽(yáng)極的替代品”的研究成果。即使如此，它的性能也沒(méi)有達(dá)到滾動(dòng)的程度。
當(dāng)然，這并不是阻礙石墨烯電池市場(chǎng)的主要原因，量產(chǎn)困難的主要原因在于其內(nèi)部。
1. 所有的石墨烯電池都很昂貴，難以制備，而且?guī)缀醪豢赡墚a(chǎn)生能量。迄今為止發(fā)表的一些驚人數(shù)據(jù)來(lái)自非常純的石墨烯電池，只是在概念階段或?qū)嶒?yàn)室中;
2. “石墨烯摻雜電池”在鋰電池中的作用是嵌入鋰作為導(dǎo)電劑或電極，但與傳統(tǒng)的低成本導(dǎo)電碳和石墨相比，前者帶來(lái)的性能提升不足以吸引制造商;
3.石墨烯材料本身具有比表面積高等特性，與目前鋰離子電池行業(yè)技術(shù)體系不兼容;
4. 此外，其他材料的影響(例如，硅具有更高的理論容量來(lái)制造負(fù)極)和彌散過(guò)程的困難都限制了它在鋰電池中的應(yīng)用。
總之，首先要注意的是，在中短期內(nèi)，石墨烯電池不太可能取代鋰電池。“摻雜石墨烯鋰電池”具有一定的應(yīng)用前景，但效果不太好，完全不足以撼動(dòng)目前的格局。
