石墨烯電池與鋰電池相比有哪些優(yōu)勢

來源：存能電氣  日期：2019-06-27 15:34  瀏覽量：次

　　石墨烯電池與鋰電池相比有哪些優(yōu)勢？鋰電池發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)遇到瓶頸，市場和消費(fèi)者都渴望尋找更好的替代品。而前幾年出現(xiàn)的石墨烯材料，用于電池方向能獲得比傳統(tǒng)鋰電池更好的性能。石墨烯電池會取代鋰電池嗎？石墨烯電池與鋰電池相比有哪些優(yōu)勢？

　　石墨烯電池與鋰電池的對比

　　石墨烯電池：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(zhǔn)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(yùn)動的特性，開發(fā)出的一種新能源電池。由于高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、超輕薄等特性，石墨烯在航天軍工領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢也是極為突出的。

　　石墨烯被研究者和各大媒體譽(yù)為“新材料之王”，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。

　　鋰電池：“鋰電池”，鋰離子電池中的鋰離子指的是電池中的儲能物質(zhì)，在充放電過程中發(fā)生電池反應(yīng)(化學(xué)變化)。是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)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?？沙潆婋姵氐牡谖宕a(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生，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。

　　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(dá)到實用化階段，離大批量生產(chǎn)還有很長的路要走。鋰電池在安全性、續(xù)航能力、環(huán)境污染以及充電速度方面存在的巨大短板已經(jīng)開始嚴(yán)重限制了各大高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此許多企業(yè)研發(fā)部門都將目光放到了更先進(jìn)的石墨烯電池上面，并相信這一新型電池未來將徹底取代已經(jīng)問世超過26年的鋰電池。

　　石墨烯電池的優(yōu)缺點

　　優(yōu)點：

　　1、儲電量是目前市場最好產(chǎn)品的三倍。一個鋰電池(以最先進(jìn)的為準(zhǔn))的比能量數(shù)值為180wh/kg，而一個石墨烯電池的比能量則超過600wh/kg。

　　2、用此電池提供電力的電動車最多能行駛1000公里，而其充電時間不到8分鐘。

　　3、使用壽命長。其使用壽命是傳統(tǒng)氫化電池的四倍，是鋰電池的兩倍。

　　4、重量輕。石墨烯的特性使得電池的重量可以減少為傳統(tǒng)電池的一半，這樣可以提高裝載該電池的機(jī)器的效率。

　　5、成本低。生產(chǎn)這種電池的公司表示，它的成本將比鋰電池低77%。穩(wěn)定型高，電池壽命長，充電速度快；

　　缺點：

　　傳統(tǒng)導(dǎo)電碳/石墨很便宜，都是論噸賣的，而石墨烯太貴。一克上千的價格，這不是一般企業(yè)能夠承受得了的。而數(shù)年前，石墨烯的價格曾高達(dá)每克5000元，遠(yuǎn)超黃金價格，普通消費(fèi)者也難以承受。

　　石墨烯電池是否可以取代鋰電池？

　　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(dǎo)電石墨烯目前1克售價高達(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設(shè)備等領(lǐng)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(dá)到量產(chǎn)的地步，石墨烯電池投入電動車市場在中短期內(nèi)很難實現(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，不論是市場還是技術(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，推動電池革命的進(jìn)程。

　　總體而言，石墨烯電池雖然在性能方面遠(yuǎn)勝傳統(tǒng)鋰電池，但是在電動車電池領(lǐng)域的應(yīng)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。