石墨烯電池與鋰電池的對比

來源：存能電氣  日期：2019-06-18 09:39  瀏覽量：次

　　石墨烯電池與鋰電池的對比。石墨烯被認為是未來最具潛力的材料之一，但就目前而言，它的泡沫成分大于實際應用價值，阻礙這種材料普及的因素很多，可量產性和成本則是最主要的普及障礙，石墨烯電池要想在短期內徹底取代鋰電池恐怕還有很長的路要走。

　　石墨烯電池與鋰電池的對比

　　石墨烯被研究者和各大媒體譽為“新材料之王”，是人類已知強度高、韌性好、重量輕、透光率高、導電性佳的新型納米材料。石墨稀電池的表現(xiàn)是比鋰電池要好很多，特別是電池的動力特性、電容量、壽命等方面。但是目前石墨稀還沒達到實用化階段，離大批量生產還有很長的路要走。

　　在新能源電動車當中，電池則是核心中的核心，目前，電動車主流的電池都是采用鋰電池和石墨烯電池。石墨烯電池是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發(fā)出的一種新能源電池，鋰電池工作電壓變化較大。

　　石墨烯電池，是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個原子層厚度的準二維材料，所以又叫做單原子層石墨。利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發(fā)出的一種新能源電池。由于高導電性、高強度、超輕薄等特性，石墨烯在航天軍工領域的應用優(yōu)勢也是極為突出的。

　　鋰電池，鋰離子電池中的“鋰離子”指的是電池中的儲能物質，在充放電過程中發(fā)生電池反應。是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優(yōu)于鋰離子電池。

　　電動車使用石墨烯電池制作的優(yōu)點

　　1、單次續(xù)航里程可高達1000公里；

　　2、單次完全充電僅需8分鐘以內；

　　3、使用壽命是傳統(tǒng)氫化電池的四倍，鋰電池的兩倍；

　　4、重量僅為傳統(tǒng)電池的一半；

　　5、電池成本比鋰電池低77%。

　　由此可見，石墨烯電池存在著相當大的潛力，是代替鋰離子電池的最好材料。由于鋰電池的安全性差和火災風險,所以,近年來石墨烯電池成為備受期待的火熱研究方向。

　　石墨烯電池是否可以取代鋰電池呢？

　　單從使用角度而言，石墨烯電池完全能勝任鋰電池在電動車中所起的作用，它有著更大的存儲容量以及更快的充電速度，并且在高溫下也比鋰電池更為耐用。因此，石墨烯電池作為電動車電池是毫無問題的。

　　雖然在諸多理論性能方面石墨烯電池相比鋰電池更為出色，但各種因素的限制，它依然無法取代鋰電池于電動車的地位。

　　首先石墨烯電池的造價極為高昂，作為原材料的高導電石墨烯目前1克售價高達600元，被稱作“黑金子”的石墨烯電池多應用在航空航天以及移動設備等領域，親民的電動車只能對其望而興嘆。其次，石墨烯電池的制作工藝仍然不夠成熟，目前僅處于實驗室階段的它無法達到量產的地步，石墨烯電池投入電動車市場在中短期內很難實現(xiàn)。

　　另外相比于石墨烯電池，作為電池發(fā)展結晶的鋰電池依舊有著諸多的優(yōu)勢，不論是市場還是技術都更為完善，石墨烯電池更可能以一種全新的技術融入鋰電池中，推動電池革命的進程。

　　總體而言，石墨烯電池雖然在性能方面遠勝傳統(tǒng)鋰電池，但是在電動車電池領域的應用上還是無法取代鋰電池的地位。盡管如此，石墨烯電池的研發(fā)也仍在繼續(xù)，工藝的簡化與材料的優(yōu)化都是其重點，未來用作電動車電池也可能不是夢想喲。