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石墨烯電池和鋰電池哪個更好?

石墨烯電池前幾年在電池行業比較火熱,但最終沉寂了,市場主流電池還是鋰電池,石墨烯電池和鋰電池哪個更好,要從各自自身的材料特性和市場應用方面的優缺點做對比,區分出什么情況下它們的好壞。

石墨烯電池

1、石墨烯電池優缺點

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。

(1)石墨烯電池優點:

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600whkg。

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)石墨烯相比于傳統的電池有著更大更多的優勢,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。

6)更快的充電速度,并且在高溫下也比鋰電池更為耐用。

(2)石墨烯電池缺點:

1)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。

2)市場上這些石墨烯電池也不是純石墨烯電池,他只是在鋰電池的基礎上摻雜了一些石墨烯的相關的技術,與傳統的鋰電池相比,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到量產的地步。

3)工藝特性不兼容。就是石墨烯比表面積過大,會對現有鋰離子電池的分散均漿等工序帶來一大堆工藝問題。如果電池廠調工藝會累死,又沒有性能指標突破性進步帶來的足夠的利潤空間驅動,誰愿意上這個技術?石墨烯表面特性受化學狀態影響巨大,批次穩定性,循環壽命等等都有很多問題,目前來看無法滿足鋰電池生產的一堆細致的要求。

2、鋰電池優缺點

鋰電池

(1)鋰電池優點

1)能量密度高,其體積能量密度和質量能量密度分別可達450W.h/dm3和150W.h/kg,而且還在不斷提高。

2)平均輸出電壓高(約3.6V),為Ni-Cd、Ni-l電池的3倍。

3)輸出功率大。

4)自放電小,每月10%以下,不到Ni-Cd、Ni-Ml的一半。

5)沒有Ni-Cd、Ni-MH電池一樣的記憶效應,循環性能優越。

6)可快速充放電,1C充電時容量可達標稱容量的80%以上。

7)充電效率高,第1次循環后基本上為100%。

8)工作溫度范圍寬,-30~+45℃,隨著電解質和正極的改進,期望能拓寬到

-40~+70℃,低溫有可能拓展到-60℃。

9)無需維修。

10)對環境較為“友好”,稱為綠色電池。

11)使用壽命長,100%DOD充放電可達900次以上;當采用淺深度(30%DOD)充放電時,循環次數已經超過了5000次。

(2)鋰電池缺點

1)成本高,主要是正極材料LiC002的價格高,隨著正極技術的不斷發展,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;

2)必須有特殊的保護電路,以防止過充或過放;

3)與普通電池的相容性差,因為一般要在用3節普通電池(3.6V)的情況下才能用鋰離子電池進行替代。

總結:通過上面的的條件對比,就目前的情況來看,從研發技術成熟程度,制造成本和市場經濟效益來看,鋰電池要比石墨烯電池更有優勢。

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