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石墨烯电池和锂电池哪个更好?

石墨烯电池前几年在电池行业比较火热,但最终沉寂了,市场主流电池还是锂电池,石墨烯电池和锂电池哪个更好,要从各自自身的材料特性和市场应用方面的优缺点做对比,区分出什么情况下它们的好坏。

石墨烯电池

1、石墨烯电池优缺点

石墨烯电池: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,所以又叫做单原子层石墨。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。

(1)石墨烯电池优点:

1)储电量是目前市场最好产品的三倍。一个锂电池(以最先进的为准)的比能量数值为180wh/kg,而一个石墨烯电池的比能量则超过600whkg。

2)用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里,而其充电时间不到8分钟。

3)使用寿命长。其使用寿命是传统氢化电池的四倍,是锂电池的两倍。

4)重量轻。石墨烯的特性使得电池的重量可以减少为传统电池的一半,这样可以提高装载该电池的机器的效率。

5)石墨烯相比于传统的电池有着更大更多的优势,在使用寿命上,它的使用寿命是锂电池的两倍,是氢化电池的四倍。

6)更快的充电速度,并且在高温下也比锂电池更为耐用。

(2)石墨烯电池缺点:

1)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。

2)市场上这些石墨烯电池也不是纯石墨烯电池,他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。

3)工艺特性不兼容。就是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。如果电池厂调工艺会累死,又没有性能指标突破性进步带来的足够的利润空间驱动,谁愿意上这个技术?石墨烯表面特性受化学状态影响巨大,批次稳定性,循环寿命等等都有很多问题,目前来看无法满足锂电池生产的一堆细致的要求。

2、锂电池优缺点

锂电池

(1)锂电池优点

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)平均输出电压高(约3.6V),为Ni-Cd、Ni-l电池的3倍。

3)输出功率大。

4)自放电小,每月10%以下,不到Ni-Cd、Ni-Ml的一半。

5)没有Ni-Cd、Ni-MH电池一样的记忆效应,循环性能优越。

6)可快速充放电,1C充电时容量可达标称容量的80%以上。

7)充电效率高,第1次循环后基本上为100%。

8)工作温度范围宽,-30~+45℃,随着电解质和正极的改进,期望能拓宽到

-40~+70℃,低温有可能拓展到-60℃。

9)无需维修。

10)对环境较为“友好”,称为绿色电池。

11)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。

(2)锂电池缺点

1)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;

2)必须有特殊的保护电路,以防止过充或过放;

3)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。

总结:通过上面的的条件对比,就目前的情况来看,从研发技术成熟程度,制造成本和市场经济效益来看,锂电池要比石墨烯电池更有优势。

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