石墨烯會不會是電池技術的革命

石墨烯會不會是電池技術的革命

人們一直都在討論新型電池技術,石墨烯、燃料電池都具有一定前景,但均為形成氣候。我們希望在2020年,至少有一種新的電池技術可以真正市場化,從而替代鋰電池,實現更好的電池壽命及安全性。

化學電池原理從根本上講,就是把自己原子裡電子通過化學反應釋放出去,再收回,即完成放電和充電。單位質量內原子數是有限的,一公斤擁有最多金屬原子的是鋰(所以用鋰做電池,能量密度最大),每個鋰原子通過化學反應能釋放一個電子用於對外放電做工。充電時,把這個電子收回。化學電池還要有電解液等許多輔助的東西才能完成充放電過程,因此其能儲存的最大能量已經被自己原理限制住了,不可能取得革命性突破了。電能儲存技術突破一定要另闢思路,一定會是大家常見但沒意識的到的。

而鋰離子電池都已經應用了20年了,靠鋰離子通過電解液在鈷酸鋰正極和碳負極間運動來實現充放電,基本原理很清楚,電池性能的進步空間有限了。最新的研究也都是開發出新型的正負電極材料,實現穩定的充放電循環,但科研進展報道的很多,但涉及到商業化應用,最大的問題就是製備成本過高。

石墨烯會不會是電池技術的革命

當前也有一些石墨烯電池的研究和報道,更多的是炒作石墨烯的概念。例如,現在有一些石墨烯電池的研究和報道,但更多的是對石墨烯的概念炒作,他們也只是把石墨烯這種明星材料少量的添加到鋰離子電池中去,算是摻雜了石墨烯的鋰離子電池。石墨烯在電池裡或者增加電解液的導電性用,或者直接摻在負電極材料中,有很多高性能的類似報道,然而綜合性能也難以實現突破,受限於石墨烯材料的價格和製備工藝,短期也沒法實現純石墨烯電極的應用。

據中國三星官微介紹,石墨烯電池,利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間可以快速大量穿梭運動的特性,不僅使充電容量增加45%,而且在60度高溫下仍然可以持續穩定,10幾分鐘就可以充滿電。

石墨烯電池是未來新能源發展的一個大趨勢,比起普通鋰電池它具備以下特性:1.充電速度快,大概十幾分鍾就可完成充電2.放電時間長,它比普通鋰電池具備更大的容電量3.使用壽命長,這是它的優勢,也是普通鋰電池的短板。

石墨烯會不會是電池技術的革命

石墨烯電池普及化或許要等不小的一段時間了,很期待它的登場。


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