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石墨烯电池和锂电池哪个好?

作者:admin    来源:未知    发布时间:2021-11-05 09:40    浏览量:
  石墨烯电池在过去几年电池行业炙手可热,但最终归于沉寂。市场上主流的电池是锂电池。石墨烯电池和锂电池哪个更好,要从各自的材料特性和市场应用中的优缺点进行对比,来区分它们在什么情况下是好是坏。

  石墨烯电池

  1.石墨烯电池的优缺点。

  石墨烯电池:石墨烯电池是由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜。它是一种只有一个原子层厚度的准二维材料,所以也叫单原子层石墨。利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量移动的特性,开发了一种新能源电池。

  (1)石墨烯电池优点:

  1)存储功率是目前市场上最好产品的三倍。锂电池(以最先进的为准)的比能量为180wh/kg,而石墨烯电池的比能量超过600whkg。

  2)用这种电池供电的电动车,行驶里程可达1000公里,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4倍,锂电池的2倍。

  4)重量轻。石墨烯的特性使电池的重量减少到传统电池的一半,可以提高装载电池的机器的效率。

  5)石墨烯比传统电池更有优势,使用寿命是锂电池的两倍,氢化电池的四倍。

  6)充电速度更快,高温下比锂电池更耐用。

  (2)石墨烯电池的缺点:

  1)目前石墨薄还没有达到实用阶段,距离量产还有很长的路要走。

  2)市场上的这些石墨烯电池也不是纯石墨烯电池。它们只是在锂电池的基础上掺杂了一些石墨烯相关技术。与传统锂电池相比,它们带来的性能提升只是一点点。另外,石墨烯的成本很高,其制造工艺也很高。石墨烯电池的制造工艺还不够成熟。目前只是在实验室阶段,无法实现量产。

  3)不相容的过程特性。即石墨烯的比表面积过大,会给现有的锂离子电池分散、均化等工艺带来很多技术难题。如果电池厂调整过程会筋疲力尽,在业绩指标突破性进展的驱动下没有足够的利润空间,谁愿意用这项技术?石墨烯的表面特性受化学状态影响较大,在批量稳定性和循环寿命方面存在诸多问题,无法满足目前锂电池生产的很多细节要求。

  2.锂电池的优缺点。

  锂电池

  (1)锂电池的优势

  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,且仍在增加。2)平均输出电压高(约3.6V),是镍镉和镍氢电池的3倍。

  3)输出功率高。

  4)自放电小,每月不到10%,不到镍镉和镍毫升的一半。

  5)不具有镍镉、镍氢电池那样的记忆效果,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,第一次循环后基本100%。

  8)工作温度范围宽,从-30到45。随着电解液和正极的改进,有望拓宽到。

  -40~ 70,低温可延长至-60。

  9)无需维护。

  10)对环境“友好”,被称为绿色电池。

  11)使用寿命长,100%DOD充放电900次以上;使用浅深度(30%DOD)充放电时,循环次数已超过5000次。

  (2)锂电池的缺点。

  1)成本高,主要是由于正极材料LiC002价格高。随着负极技术的不断发展,LiMn204和LiFeP04可以作为正极,有望大幅降低锂离子电池的成本;

  2)必须有专门的保护电路,防止过充或过放;

  3)与普通电池兼容性差,因为只能用锂离子电池代替三节普通电池(3.6V)。

  总结:通过以上条件对比,就目前情况来看,锂电池在研发方面比石墨烯电池更有优势;技术成熟度、制造成本和市场经济效益。

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