鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:29625次 | 2019年07月27日
鋰電池和石墨烯電池有什么區(qū)別
鋰電池和石墨烯電池有什么區(qū)別?在新能源電動(dòng)車(chē)當(dāng)中,電池則是核心中的核心,目前,電動(dòng)車(chē)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(yùn)動(dòng)的特性,開(kāi)發(fā)出的一種新能源電池,鋰電池工作電壓變化較大。
鋰電池和石墨烯電池有什么區(qū)別?
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(gè)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(dòng)的特性,開(kāi)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,石墨烯在航天特種領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)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(lèi)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(chǔ)能物質(zhì),在充放電過(guò)程中發(fā)生電池反應(yīng)(化學(xué)變化)。是一類(lèi)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(lèi):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。可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(jià)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(dòng)力特性、電容量、壽命等方面。但是目前石墨稀還沒(méi)達(dá)到實(shí)用化階段,離大批量生產(chǎn)還有很長(zhǎng)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(kāi)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(mén)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(lái)將徹底取代已經(jīng)問(wèn)世超過(guò)26年的鋰電池。
石墨烯電池為什么沒(méi)有取代鋰電池?
石墨烯電池強(qiáng)度最高、韌性最好、并且還有質(zhì)量輕、導(dǎo)電性?xún)?yōu)良的特點(diǎn)。早在幾年前,華為就宣布了他的一項(xiàng)快充的技術(shù),將3000毫安時(shí)的石墨烯電池進(jìn)行充電僅僅只需要五分鐘就可以充滿(mǎn)接近一半的電量。可見(jiàn)石墨烯電池不僅適用于新能源汽車(chē),在我們的手機(jī)領(lǐng)域也可以得到廣泛的應(yīng)用,但是這僅僅只是處于實(shí)驗(yàn)階段,距離在市場(chǎng)上得到應(yīng)用還需要很長(zhǎng)的路要走。
石墨烯相比于傳統(tǒng)的電池有著更大更多的優(yōu)勢(shì),在使用壽命上,它的使用壽命是鋰電池的兩倍,是氫化電池的四倍。在重量上,它的重量大概只有傳統(tǒng)電池的一半。在充電的速率方面。石墨烯電池可以提高幾十倍甚至上百倍。
其實(shí)我們市場(chǎng)上并非沒(méi)有石墨烯電池的產(chǎn)品,比如說(shuō)在一些高端的醫(yī)療設(shè)備方面。但是這些石墨烯電池也不是我們所期望的純石墨烯電池,他只是在鋰電池的基礎(chǔ)上摻雜了一些石墨烯的相關(guān)的技術(shù),與傳統(tǒng)的鋰電池相比,它帶來(lái)的性能提升也僅僅只有那么一點(diǎn)點(diǎn)。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,幾乎想要達(dá)到量產(chǎn)的階段,還需要很大的一步路要走。如此高額的成本,再加上性能提升的幅度,一些廠(chǎng)商自然就對(duì)石墨烯電池不感興趣了。
就目前來(lái)看,石墨烯的電池依然很不成熟并沒(méi)有表現(xiàn)出相對(duì)于鋰電池的重大優(yōu)勢(shì),所以鋰電池要被取代的時(shí)代,可能不會(huì)那么早到來(lái)。
石墨烯電池被認(rèn)為是未來(lái)最具潛力的材料之一,但就目前而言,它的泡沫成分大于實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,阻礙這種材料普及的因素很多,可量產(chǎn)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(nèi)徹底取代鋰電池恐怕還有很長(zhǎng)的路要走。
電動(dòng)車(chē)使用石墨烯電池制作的優(yōu)點(diǎn)
1、單次續(xù)航里程可高達(dá)1000公里;
2、單次完全充電僅需8分鐘以?xún)?nèi);
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?jī)H為傳統(tǒng)電池的一半;
5、電池成本比鋰電池低77%。
由此可見(jiàn),石墨烯電池存在著相當(dāng)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(zāi)風(fēng)險(xiǎn),所以,近年來(lái)石墨烯電池成為備受期待的火熱研究方向。