石墨烯電池有什么優(yōu)勢(shì)?未來(lái)能否取代鋰電池成為主流?
來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-02 14:21
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我們都知道,新能源汽車動(dòng)力電池的好壞直接影響著續(xù)航里程的長(zhǎng)短,現(xiàn)階段我們的鋰離子電池發(fā)展已經(jīng)到了一定的瓶頸期,要想在短時(shí)間內(nèi)再提升略有些難度。
我們先了解一下石墨烯是何物,石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料,簡(jiǎn)單說(shuō)就是一種新材料,在把石墨片剝成單層之后,這種只有一個(gè)碳原子厚度的單層物質(zhì)就是石墨烯。石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性,在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景,是人類已知強(qiáng)度高、韌性好、重量輕、透光率高、導(dǎo)電性佳的新型納米材料,更是被廣大研究者譽(yù)為“新材料之王”。
而且也有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,用石墨烯制作成的電池存在著許多優(yōu)點(diǎn):
1、單次續(xù)航里程可高達(dá)1000公里;
2、單次完全充電僅需8分鐘以內(nèi);
3、使用壽命是傳統(tǒng)氫化電池的四倍,鋰電池的兩倍;
4、重量?jī)H為傳統(tǒng)電池的一半;
5、電池成本比鋰電池低77%。
由此可見(jiàn),石墨烯電池存在著相當(dāng)大的潛力,是代替鋰離子電池的最好材料。石墨烯是一種由碳原子緊密堆積構(gòu)成的二維晶體,是包括富勒烯、碳納米管、石墨在內(nèi)的碳的同素異形體的基本組成單元,即石墨的單層薄片。石墨烯中碳原子通過(guò)sp2雜化成鍵,與周圍其他三個(gè)碳原子以C-C單鍵相連,同時(shí)每個(gè)碳原子剩有一個(gè)垂直于石墨烯平面的p電子,未成對(duì)P電子在與平面垂直的方向形成π軌道,可以在石墨烯晶體結(jié)構(gòu)中自由移動(dòng),從而使得石墨烯具有良好的導(dǎo)電性能。同時(shí),石墨烯幾乎集合了世界上眾多材料的最優(yōu)質(zhì)品質(zhì):超薄超輕、超高強(qiáng)度、超強(qiáng)導(dǎo)電性、優(yōu)異的室溫導(dǎo)熱和透光性等?;谝陨咸匦?,使石墨烯在新能源電池領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用,可作為電極材料助劑,解決傳統(tǒng)鉛酸電池大電流充放電、壽命短等問(wèn)題,將電池使用周期拉長(zhǎng)近一半,同時(shí)能解決傳統(tǒng)鋰電池充電速度慢、超級(jí)電容器蓄電能力差的問(wèn)題。
















