石墨烯電池和鋰離子電池孰優(yōu)孰劣?

幾年前，我們就了解石墨烯電池在電池中是熱的，但最近它們變得不活躍了。市場(chǎng)上的主流電池仍然是鋰離子電池。石墨烯電池和鋰離子電池哪個(gè)更好?

1.石墨烯電池的優(yōu)缺點(diǎn)

石墨烯細(xì)胞:石墨烯細(xì)胞是由碳原子sp2雜化而成的細(xì)胞平面膜。它是一種只有一個(gè)原子層厚度的準(zhǔn)二維數(shù)據(jù)，因此又稱單原子石墨。利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速持續(xù)運(yùn)動(dòng)的許多特性，一種新能源電池已經(jīng)問(wèn)世。

(1)石墨烯電池的優(yōu)點(diǎn):

1)存儲(chǔ)容量是目前市場(chǎng)上最好產(chǎn)品的三倍。鋰離子電池(以最先進(jìn)的為準(zhǔn))的比能值為180wh/kg，而石墨烯電池的比能值超過(guò)600whkg。

用這種電池供電的電動(dòng)汽車可以行駛1000公里，充電時(shí)間不到8分鐘。

3)使用壽命。它的壽命是傳統(tǒng)氫化電池的四倍，鋰離子電池的兩倍。

4)重量輕。石墨烯的特性使電池重量減少了一半，從而提高了支撐電池的機(jī)器的功率。

5)與傳統(tǒng)電池相比，石墨烯具有更多優(yōu)勢(shì)。在壽命方面，它的壽命是鋰離子電池的兩倍，是氫化電池的四倍。

6)比高溫下的鋰離子電池充電更快，更耐用。

(2)石墨烯電池缺陷:

1)石墨烯尚未進(jìn)入實(shí)用階段，距離量產(chǎn)還有很長(zhǎng)的路要走。

2)在市場(chǎng)上，這些石墨烯電池也不是純石墨烯電池。他只是給鋰離子電池添加了一些石墨烯相關(guān)的技能。與傳統(tǒng)的鋰離子電池相比，性能的提升微乎其微。此外，石墨烯的成本非常高，其制造工藝也非常高。石墨烯電池的制造工藝還不成熟，因?yàn)檫€處于實(shí)驗(yàn)室階段，還不能大規(guī)模生產(chǎn)。

3)工藝特性不相容。也就是說(shuō)，石墨烯比表面積過(guò)多，會(huì)給現(xiàn)有的鋰離子電池松弛均勻化等工藝帶來(lái)很多技術(shù)問(wèn)題?？紤]到電池廠的調(diào)優(yōu)過(guò)程是令人疲憊的，而且它沒(méi)有足夠的利潤(rùn)空間來(lái)推動(dòng)一個(gè)突破性的性能目標(biāo)，誰(shuí)會(huì)對(duì)這項(xiàng)技能感興趣呢?石墨烯的表面性質(zhì)受化學(xué)條件影響較大，在批量穩(wěn)定性、循環(huán)壽命等方面存在諸多問(wèn)題，不能滿足鋰離子電池生產(chǎn)的具體要求。

2.鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

(1)鋰離子電池的好處

1)能量密度高，其體積能密度和質(zhì)量能密度可達(dá)450W。H/dm3,150W。H/kg，目前仍在進(jìn)步中。

2)輸出均勻電壓高(約3.6v)，是鎳鎘電池和鎳l電池的3倍。

3)輸出功率大。

4)自放電低，每月少于10%，ni-cd和ni-ml不足一半。

5)鎳鎘電池和鎳氫電池沒(méi)有相同的召回效果，循環(huán)功能更優(yōu)。

6)可快速充放電。1C的容量可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到容量的80%以上。

7)高充電功率，第一次充電后幾乎100%。

8)工作溫標(biāo)寬，-30~+45℃。隨著電解液和正電極的改進(jìn)，有望將其拓寬到

-40~+70℃，低溫可加寬至-60℃。

9)不要修理。

10)對(duì)環(huán)境更友好，被稱為綠色電池。

11)壽命長(zhǎng)，100%DOD充放電可達(dá)900次以上;當(dāng)選擇淺深度(30%DOD)充放電時(shí)，循環(huán)次數(shù)超過(guò)5000次。

(2)鋰離子電池的缺陷

1)成本高，重要是由于正極數(shù)據(jù)LiC002價(jià)格高，隨著正極技術(shù)的不斷發(fā)展，可以選擇LiMn204、LiFeP04等作為正極，進(jìn)而有望大幅度降低鋰離子電池的成本;

2)必須有專門的維護(hù)電路，防止過(guò)充或過(guò)放電;

3)與普通電池相容性差，因?yàn)橐话阍谑褂?節(jié)普通電池(3.6V)時(shí)可以用鋰離子電池代替。

就目前的情況來(lái)看，鋰離子電池在開(kāi)發(fā)技術(shù)、復(fù)雜程度、制造成本和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)方面都比石墨烯電池有優(yōu)勢(shì)。