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石墨烯电池和锂电池哪个更好?石墨烯电池和锂电池的优缺点
石墨烯电池和锂电池哪个更好?石墨烯电池和锂电池的优缺点
  • 发布时间:2020-03-19 16:27

石墨烯电池和锂电池哪个更好?石墨烯电池和锂电池的优缺点

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石墨烯电池和锂电池哪个更好?石墨烯电池和锂电池的优缺点。锂电池由正极、负极、隔膜、电解液四大材料构成,目前主要应用的负极材料为石墨。石墨烯具有极强导电性、超高强度、高韧性、较高导热性能等。人们希望其取代石墨充当电池负极,或者用于锂电池其他关键材料,以期将锂电池的能量密度和功率密度大幅提高。
 
从目前技术发展阶段来看石墨烯电池尚未出现,石墨具有层状结构,这种结构给锂离子的嵌入设置了一个闸口,是锂电池具有充放电平台和高库仑效率的决定因素也是其成为锂电池关键材料的重要因素之一。
 
 
石墨烯电池和锂电池哪个更好?
①石墨烯电池是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的准二维材料。利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池,其被认为是未来最具潜力的材料之一。
 
②锂电池相比石墨稀电池明显是更加进步的,在动力特性、电容量、充电速度等方面均有着很搭的领先。石墨稀电池可以在更小的体积方面,实现更大的容量,更快的充电速度。
 
③单从使用角度而言,石墨烯电池完全能胜任锂电池在电动车中所起的作用,它有着更大的存储容量以及更快的充电速度,并且在高温下也比锂电池更为耐用。因此石墨烯电池作为电动车电池是毫无问题的。
 
④目前石墨稀还没达到实用化阶段,离大批量生产还有很长的路要走。锂电池在安全性、续航能力、环境污染以及充电速度方面存在的巨大短板已经开始严重限制了各大高科技产业的发展,因此许多企业研发部门都将目光放到了更先进的石墨烯电池上面,并相信这一新型电池未来将彻底取代已经问世超过26年的锂电池。
 
石墨烯电池和锂电池的优缺点
 
一、石墨烯电池的优缺点
1、石墨烯电池是由碳原子组成的单原子层平面薄膜,厚度仅为0.34纳米,是目前世界上已知的最轻薄、最坚硬的纳米材料,透光性好,能折叠;
 
2、石墨烯是世界上导电性最好的材料,在传统的手机锂电池中加入了石墨烯复合导电粉末,提高了电池的倍率充放电性能和循环寿命;
 
3、安全稳定,新型石墨烯聚碳电容电池,充满电后用射钉枪打,使其短路,任何反应都没有;放在火上烧,也不会发生爆炸;
 
4、工艺特性不兼容,石墨烯比表面积过大,会对现有锂离子电池的分散均浆等工序带来一大堆工艺问题;
 
5、市场上的石墨烯电池不是纯石墨烯电池,只是在锂电池的基础上掺杂了一些石墨烯的相关的技术,与传统的锂电池相比,它带来的性能提升也仅仅只有那么一点点,再加上石墨烯的成本十分的高昂,它的制造工艺也非常的高,石墨烯电池的制作工艺仍然不够成熟,目前仅处于实验室阶段的它无法达到量产的地步。
 
二、锂电池的优缺点
1.能量密度高,其体积能量密度和质量能量密度分别可达450W.h/dm3和150W.h/kg,而且还在不断提高;
 
2.使用寿命长,100%DOD充放电可达900次以上;当采用浅深度(30%DOD)充放电时,循环次数已经超过了5000次;
 
3.没有Ni-Cd、Ni-MH电池一样的记忆效应,循环性能优越;
 
4.与普通电池的相容性差,因为一般要在用3节普通电池(3.6V)的情况下才能用锂离子电池进行替代;
 
5.成本高,主要是正极材料LiC002的价格高,随着正极技术的不断发展,可以采用LiMn204、LiFeP04等为正极,从而有望大大降低锂离子电池的成本。
 
总体而言,石墨烯电池虽然在性能方面远胜传统锂电池,但是在电动车电池领域的应用上还是无法取代锂电池的地位。尽管如此石墨烯电池的研发也仍在继续,工艺的简化与材料的优化都是其重点,未来用作电动车电池也可能不是梦想。
 
由此可见,石墨烯电池存在着相当大的潜力,是代替锂离子电池的最好材料。由于锂电池的安全性差和火灾风险,近年来石墨烯电池成为备受期待的火热研究方向。除此之外高安全性能的新型纳米氧化钨锂电池或也成为今后最有发展前途的电池之一。
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