石墨烯電池與鋰電池相比有哪些優勢

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勢？鋰電池發展到現在已經遇到瓶頸，市場和消費者都渴望尋找更好的替代品。而前幾年出現的石墨烯材料，用于電池方向能獲得比傳統鋰電池更好的性能。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勢也是極為突出的。

　　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。

　　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，在充放電過程中發生電池反應(化學變化)。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的鋰，并且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優于鋰離子電池。

　　石墨稀電池的表現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。鋰電池在安全性、續航能力、環境污染以及充電速度方面存在的巨大短板已經開始嚴重限制了各大高科技產業的發展，因此許多企業研發部門都將目光放到了更先進的石墨烯電池上面，并相信這一新型電池未來將徹底取代已經問世超過26年的鋰電池。

　　石墨烯電池的優缺點

　　優點：

　　1、儲電量是目前市場最好產品的三倍。一個鋰電池(以最先進的為準)的比能量數值為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電池的一半，這樣可以提高裝載該電池的機器的效率。

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

　　缺點：

　　傳統導電碳/石墨很便宜，都是論噸賣的，而石墨烯太貴。一克上千的價格，這不是一般企業能夠承受得了的。而數年前，石墨烯的價格曾高達每克5000元，遠超黃金價格，普通消費者也難以承受。

　　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。

　　另外相比于石墨烯電池，作為電池發展結晶的鋰電池依舊有著諸多的優勢，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，石墨烯電池的研發也仍在繼續，工藝的簡化與材料的優化都是其重點，未來用作電動車電池也可能不是夢想喲。