鉅大LARGE | 點擊量:2343次 | 2022年04月27日
介紹石墨烯電池和鋰電池的優(yōu)缺點
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、高強度、超輕薄等特性,石墨烯在航天特種領(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(dǎo)電性佳的新型納米材料。
鋰離子電池:鋰離子電池,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。鋰離子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???a href="/keywords/cddc/" class = "seo-anchor" data-anchorid=150 target="_blank">充電電池的第五代產(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。
一、石墨烯電池的優(yōu)缺點
1、石墨烯電池是由碳原子組成的單原子層平面薄膜,厚度僅為0.34納米,是目前世界上已知的最輕薄、最堅硬的納米材料,透光性好,能折疊;
2、石墨烯是世界上導(dǎo)電性最好的材料,在傳統(tǒng)的手機鋰離子電池中加入了石墨烯復(fù)合導(dǎo)電粉末,提高了電池的倍率充放電性能和循環(huán)壽命;
3、安全穩(wěn)定,新型石墨烯聚碳電容電池,充滿電后用射釘槍打,使其短路,任何反應(yīng)都沒有;放在火上燒,也不會發(fā)生爆炸;
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
4、工藝特性不兼容,石墨烯比表面積過大,會對現(xiàn)有鋰離子電池的分散均漿等工序帶來一大堆工藝問題;
5、市場上的石墨烯電池不是純石墨烯電池,只是在鋰離子電池的基礎(chǔ)上摻雜了一些石墨烯的相關(guān)的技術(shù),與傳統(tǒng)的鋰離子電池相比,它帶來的性能提升也僅僅只有那么一點點,再加上石墨烯的成本十分的高昂,它的制造工藝也非常的高,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。
二、鋰離子電池的優(yōu)缺點
1.能量密度高,其體積能量密度和質(zhì)量能量密度分別可達(dá)450W.h/dm3和150W.h/kg,而且還在不斷提高;
2.使用壽命長,100%DOD充放電可達(dá)900次以上;當(dāng)采用淺深度(30%DOD)充放電時,循環(huán)次數(shù)已經(jīng)超過了5000次;
3.沒有Ni-Cd、Ni-MH電池相同的記憶效應(yīng),循環(huán)性能優(yōu)越;
4.與普通電池的相容性差,因為一般要在用3節(jié)普通電池(3.6V)的情況下才能用鋰離子電池進(jìn)行替代;
5.成本高,重要是正極材料LiC002的價格高,隨著正極技術(shù)的不斷發(fā)展,可以采用LiMn204、LiFeP04等為正極,從而有望大大降低鋰離子電池的成本。
總體而言,石墨烯電池雖然在性能方面遠(yuǎn)勝傳統(tǒng)鋰離子電池,但是在電動汽車電池領(lǐng)域的應(yīng)用上還是無法取代鋰離子電池的地位。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,未來用作電動汽車電池也可能不是夢想。