電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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石墨烯鋰電池真的是革命性的技術沖破嗎?石墨烯可以做導電劑,促使鋰電池快充放,理論上能提高倍率性能,但若分散工藝不到位,混料不均,一切都是空中樓閣。石墨烯的振實和壓實密度都非常低,成本極其昂貴,根本不存在取代石墨類材料筆直用作鋰電池負極的可能性。
石墨烯鋰電池真的是革命性的技術沖破嗎?
石墨烯與其它新型負極材料,比如硅基和錫基材料以及過渡金屬化合物形成復合材料,是當前“納米鋰電”最熱門的研究范疇。
石墨烯鋰電池真的就是革命性的技術么?今朝看來這樣說恐怕還為時尚早。石墨烯商用的最大妨礙—成本,石墨烯用在鋰離子電池之中,取代的是過去的導電碳或者是石墨電極,比起石墨烯每千克數百美元的市場價格,這兩個按噸賣的真的算得上是白菜價了,并且數百美元的還是“劣質品”,真正的優秀石墨烯價格高達數千元每克。試問在今朝的電池基礎上,用戶愿意用如此高的原材料差價換取耐熱性提高和壽命翻倍的優點么?恐怕不會。
所以作為傳統鋰離子電池的補充,石墨烯實在是比今朝的技術要先進很多,但是受制于成本和自身特性,從今朝來看是難以在各個范疇取代傳統鋰離子電池的。總的來說石墨烯鋰離子電池今朝依然是一個試驗室產品。石墨烯不過是其中之一而已,今朝市場和用戶對于石墨烯鋰離子電池的需求并不急切。
石墨烯鋰電池今朝只是人們對于這種材料的一次嘗試,或許今朝石墨烯對于電池性能的提升并不是革命性的,但是在其他范疇,石墨烯帶來的改變可能就是天翻地覆的了,比如柔性器件半導體顯示屏、能源材料、超級電容器、高速晶體管、光電子器件等等。
石墨烯在電化學性能方面與之非常相近并無任何特殊之處,反倒是加工成本更高,加工過程對環境污染更加嚴重,實際操作和出產性能更加困難。依據自己多年的鋰電研發和加工經驗,筆者并不認為石墨烯會在鋰電池范疇有多少實際使用價值,當前所謂的“石墨烯電池”純屬炒作。
綜合考量材料成本、加工工藝、出產性和電化學性能,筆者認為,石墨烯或者石墨烯復合材料實際用于鋰電負極的可能性很小產業化前景渺茫。將來石墨烯在鋰電池上的使用前景微乎其微的。相比于鋰電池,小編認為石墨烯在超級電容器尤其是微型超級電容器方面的使用前景仿佛略微靠譜一點點。
石墨烯電池和石墨烯鋰離子電池哪一個更好?
石墨烯電池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、導電性佳的新型納米材料。石墨稀的表現是比鋰離子電池要好很多,特別是電池的動力特性、電容量、壽命等方面。但是目前石墨稀還沒達到實用化階段,離大批量加工還有很長的路要走。
石墨烯相比于傳統的電池有著更大更多的優點,在使用壽命上,它的使用壽命是鋰離子電池的兩倍,是氫化電池的四倍。在重量上,它的重量大概惟有傳統電池的一半。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。
鋰離子電池在安全性、續航能力、環境污染以及充電速度方面存在的巨大短板已經開始嚴重限制了各大高科技產業的發展,因此許多企業研發部門都將目光放到了更先進的石墨烯電池上面。
采用石墨烯材料的電極雖然大幅提升了電池壽命和電池充電速度,但因石墨烯材料本身具有的高比表面積等性質,與今朝的鋰電池工業的技術體系無法相容,能量密度并沒有實現理論上的翻倍,僅僅提升了10%。
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