為什么石墨烯電池沒(méi)有取代鋰電池成為電動(dòng)車(chē)的電池呢?
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-10 16:17
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1. 一個(gè)石墨烯電池的比能量超過(guò)600wh/kg，儲(chǔ)電量是當(dāng)時(shí)市場(chǎng)最好產(chǎn)品的三倍，這個(gè)表現(xiàn)放在當(dāng)今都能呈碾壓態(tài)勢(shì)（比如目前比亞迪磷酸鐵鋰電池的單體能量密度為150~160Wh/kg、特斯拉最新的21700電池系統(tǒng)的能量密度在300Wh/kg左右）；
2. 單次續(xù)航里程可高達(dá)1000公里；
3. 單次完全充電僅需8分鐘以?xún)?nèi)；
4. 使用壽命是傳統(tǒng)氫化電池的四倍，鋰電池的兩倍；
5. 重量?jī)H為傳統(tǒng)電池的一半；
6. Graphenano表示，此款電池的成本比鋰電池低77%。
如果從實(shí)驗(yàn)室角度看，這些數(shù)據(jù)我并不十分懷疑，因?yàn)?a href="http://www.pdszhhs.com">石墨烯電池又被稱(chēng)為“圈錢(qián)利器”或“論文利器”。不信去大學(xué)看看就知道了，研究這東西很好發(fā)文章，但真到實(shí)用階段，基本都啞火了。
驗(yàn)證這是不是故意貶低石墨烯電池，方法很簡(jiǎn)單。比如距今已經(jīng)過(guò)去了4年之久，Graphenano公司再也沒(méi)出現(xiàn)在我們的視野中。
從其官網(wǎng)看，最新的新聞基本都是參加國(guó)家會(huì)議或石墨烯在其他產(chǎn)品上的應(yīng)用（比如牙科產(chǎn)品）。放著廣闊的電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)不要，賺醫(yī)學(xué)用品的錢(qián)，要么就是腦袋秀逗了，要么就是我們過(guò)分高估了他們的產(chǎn)品。
事實(shí)上就目前石墨烯在電池上的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，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(duì)鋰離子電池來(lái)說(shuō)，石墨烯作為碳基負(fù)極材料，是沒(méi)有辦法從根本上改變鋰離子電池能量比數(shù)量級(jí)的。
在電池負(fù)極里面代替原來(lái)的石墨，雖然可以提升電池的整體容量和充電速度，但性能提升效果有限，并沒(méi)到上文所述那般強(qiáng)勢(shì)。
附：上圖為斯坦福大學(xué)崔屹教授團(tuán)隊(duì)在Nature Nanotechnology上發(fā)表的題目為“Air-stable and freestanding lithium alloy/graphene foil as an alternative to lithium metal anodes”的研究成果。即便如此，其性能也沒(méi)有達(dá)到碾壓的程度。
當(dāng)然，這并不是阻礙石墨烯電池面市的主要原因，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(lái)自純度極高的石墨烯電池，僅出現(xiàn)在概念階段或?qū)嶒?yàn)室內(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(lái)的性能提升不足以吸引各廠(chǎng)家；
3. 石墨烯材料本身具有的高比表面積等性質(zhì)，與現(xiàn)在的鋰離子電池工業(yè)的技術(shù)體系無(wú)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(wèn)題，都制約著它在鋰電池上的應(yīng)用。
