石墨烯電池技制作工藝技術(shù)是怎樣的？石墨烯電池目前能否替代鋰電池？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2021-06-25 15:46
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石墨烯電池技制作工藝技術(shù)
1、氣象沉積法主要是含碳?xì)怏w(甲烷、依稀)，在一定的溫度和壓力條件下，碳原子在生長(zhǎng)基上附著，形成單層碳結(jié)構(gòu)物質(zhì)并逐漸生長(zhǎng)。
優(yōu)點(diǎn)：所得石墨烯結(jié)構(gòu)好，尺寸不受原料的限制。缺點(diǎn)：制備過(guò)程復(fù)雜，生產(chǎn)效率低。
2、氧化還原法是利用氧化劑將石墨逐層氧化，利用超聲等方式將已氧化的層剝離。之后，利用還原劑將氧化石墨層還原，即得到石墨烯。
優(yōu)點(diǎn)：成本低廉，生產(chǎn)效率較高。缺點(diǎn)：制得石墨烯的尺寸由原料決定，所用氧化劑和還原劑有污染環(huán)境的可能。
3、插層法是將插層物質(zhì)填充到石墨的層間隙中，比以此克服層間范德華力，使得各層分散開(kāi)，從而得到石墨烯。該方法仍處于研發(fā)階段。
石墨烯電池目前能否替代鋰電池
所謂石墨烯電池，其實(shí)并非全新的技術(shù)，近幾年一直處于研發(fā)階段。應(yīng)該說(shuō)其材料和工藝尚未完全成熟，我們看到的很多報(bào)道僅僅是科研報(bào)道，而非產(chǎn)品報(bào)道。有報(bào)道說(shuō)某些手機(jī)使用了石墨烯電池，其實(shí)屬于誤傳。
在現(xiàn)階段，這一技術(shù)主要有成本和產(chǎn)能兩大問(wèn)題。理想的石墨烯電池性能極為強(qiáng)悍，充電極快，壽命極長(zhǎng)，但是成本也極高。目前多數(shù)研究都在解決成本問(wèn)題，將石墨烯與其他材料結(jié)合制造電池。實(shí)際上成為石墨烯基電池更為合適，而這些類型的電池中相當(dāng)一部分本質(zhì)上仍為我們熟悉的鋰電池，并沒(méi)有完全的革新。
雖然理論上講，石墨烯可以作為導(dǎo)電劑，提高充放電的速度，但是如果分散功率不到位，性能不但不能提高，反而還會(huì)下降。再加上生產(chǎn)工藝復(fù)雜，導(dǎo)致成本較高。與傳統(tǒng)的鋰電池相比不適合大規(guī)模的投入市場(chǎng)。
首先石墨烯電池的造價(jià)極為高昂，作為原材料的高導(dǎo)電石墨烯目前1克售價(jià)高達(dá)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(dòng)設(shè)備等領(lǐng)域，親民的電動(dòng)車只能對(duì)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(shí)驗(yàn)室階段的它無(wú)法達(dá)到量產(chǎn)的地步，石墨烯電池投入電動(dòng)車市場(chǎng)在中短期內(nèi)很難實(shí)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(shì)，不論是市場(chǎng)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(dòng)電池革命的進(jìn)程。
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