石墨烯電池為什么沒(méi)有取代鋰電池

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-04-15 16:06  瀏覽量：次

　　石墨烯電池為什么沒(méi)有取代鋰電池？石墨烯被研究者和各大媒體譽(yù)為“新材料之王”，是人類已知強(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。集萬(wàn)千光芒于一身的石墨烯電池，有著比能量高、充電速率快等優(yōu)點(diǎn)。可是為什么石墨烯電池為什么沒(méi)有取代鋰電池？

　　石墨烯電池的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)

　　優(yōu)勢(shì)

　　1.儲(chǔ)電量是目前市場(chǎng)最好產(chǎn)品的三倍。一個(gè)鋰電池(以最先進(jìn)的為準(zhǔn))的比能量數(shù)值為180wh/kg，而一個(gè)石墨烯電池的比能量則超過(guò)600wh/kg

　　2.用石墨烯電池提供電力的電動(dòng)車(chē)最多能行駛1000公里，而其充電時(shí)間不到8分鐘

　　3.使用壽命長(zhǎng)。石墨烯電池使用壽命是傳統(tǒng)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(tǒng)電池的一半，這樣可以提高裝載該電池的機(jī)器的效率

　　5.成本低。生產(chǎn)石墨烯電池的公司表示，它的成本將比鋰電池低77%

　　劣勢(shì)

　　傳統(tǒng)導(dǎo)電碳/石墨很便宜，都是論噸賣(mài)的，而石墨烯太貴。一克上千的價(jià)格，這不是一般企業(yè)能夠承受得了的。而數(shù)年前，石墨烯的價(jià)格曾高達(dá)每克5000元，遠(yuǎn)超黃金價(jià)格，普通消費(fèi)者也難以承受。

　　石墨烯電池暫時(shí)無(wú)法取代鋰電池

　　相比黑科技石墨烯技術(shù)，目前作為新能源車(chē)市場(chǎng)的主流電池類型——鋰電池憑借其相對(duì)高的能量密度和成熟的成本優(yōu)勢(shì)，備受特斯拉等全球新能源車(chē)大廠商青睞。

　　事實(shí)上就目前石墨烯在電池上的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，主要是和硅結(jié)合，所謂的石墨烯電池，本質(zhì)上還是屬于鋰電池。對(duì)鋰電池來(lái)說(shuō)，石墨烯作為碳基負(fù)極材料，是沒(méi)有辦法從根本上改變鋰電池能量比數(shù)量級(jí)的。

　　在電池負(fù)極里面代替原來(lái)的石墨，雖然可以提升鋰電池的整體容量和充電速度，但性能提升效果有限，并沒(méi)到那般強(qiáng)勢(shì)。

　　石墨烯電池沒(méi)有取代鋰電池的原因

　　阻礙石墨烯電池的主要原因，量產(chǎn)化困難的主要原因在其內(nèi)部。

　　1.全石墨烯電池成本十分高昂，而且制備難度大，幾乎不可能量產(chǎn)。現(xiàn)在公布的一些驚人數(shù)據(jù)基本都來(lái)自純度極高的石墨烯電池，僅出現(xiàn)在概念階段或?qū)嶒?yàn)室內(nèi);

　　2.“摻雜石墨烯電池”在鋰電池上的作用是導(dǎo)電劑或電極嵌鋰材料，但與傳統(tǒng)的導(dǎo)電碳和石墨低廉的成本相比，前者帶來(lái)的性能提升不足以吸引各廠家;

　　3.石墨烯材料本身具有的高比表面積等性質(zhì)，與現(xiàn)在的鋰電池工業(yè)的技術(shù)體系無(wú)法相容;

　　4.除此之外，比如其他材料的沖擊(比如硅在做負(fù)極上有著更高的理論容量)和分散工藝難度高等問(wèn)題，都制約著它在鋰電池上的應(yīng)用。

　　總之，首先要說(shuō)明的是，石墨烯電池取代鋰電池在中短期內(nèi)基本是不可能的;“摻雜石墨烯鋰電池”雖然有著一定的應(yīng)用前景，但收效并不大，完全不足以撼動(dòng)現(xiàn)今的格局。石墨烯電池的應(yīng)用前景是很廣闊的，但是現(xiàn)在還不能滿足量產(chǎn)的條件，因此暫時(shí)無(wú)法取代鋰電池。