相信几年前每个人都知道石墨烯电池在电池行业很热,但最近比较沉默。市场上主流的电池还是锂电池,石墨烯电池和锂电池哪个更好,各自有什么优缺点?
石墨烯电池和锂电池哪个更好?
石墨烯电池:石墨烯电池是由碳原子以sp2杂化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运动的特点,开发出的一种新能源电池。
石墨烯电池的优势:
1)蓄电能力是目前市面上最好的产品的三倍,锂电池电池(以最先进的为准)的比能量是180wh/kg,而石墨烯电池的比能量超过600wh/kg。
2)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,它的使用寿命是传统氢化电池的四倍,是锂电池的两倍
4)重量轻,由于石墨烯的特点,电池的重量可以减少到传统电池的一半,这可以提高装有电池的机器的效率。
5)与传统电池相比,石墨烯更有优势。
6)充电速度更快,高温下比锂电池更耐用。
石墨烯电池的缺点:
1)目前石墨稀还没有达到实用阶段,距离量产还有很长的路要走。
2)市面上的这些石墨烯电池都不是纯石墨烯电池,只是在锂电池的基础上掺杂了石墨烯的一些相关技术,与传统的锂电池相比,性能提升了一点点,此外,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,还处于实验室阶段,无法达到量产水平。
3)不相容的特性。也就是说,因为石墨烯的比表面积太大,它会给现有的工艺带来很多技术问题,例如锂离子电池的分散和均化。如果电池工厂调整过程会筋疲力尽,性能指标的突破性进展带动的利润空间不够,石墨烯表面特性受化学状态影响很大,在批次稳定性、循环寿命等方面存在很多问题。
锂电池的优势:
1)高能量密度:因电极材料不同而异,按质量可达150 ~ 200 Wh/kg(540 ~ 720 kJ/kg);按体积计算,可达250 ~ 530 wh/L。
3)开路电压高:因电极材料不同而异,可达3.3 V ~ 4.2 V。
4)输出功率大:因电极材料不同而异,可达300 ~ 1500 W/kg 。
5)无记忆效应:磷酸铁锂锂离子电池无记忆效应,电池可随时充放电,不放电,使用维护方便。
6)低自放电:5% ~ 10%/月,智能锂离子电池内置监控电路,该监控电路的工作电流甚至高于自放电电流。
7)工作温度范围宽:可在-20度至60度之间正常工作。
8)充放电速度快
因此,锂电池被广泛应用于军工产品、消费电子产品、航空产品等。
锂电池缺点:
1)成本高,主要是因为正极材料LiC002价格高。随着正极技术的不断发展,LiMn204和LiFeP04可以作为正极使用,有望大大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,因为一般要用三节普通电池(3.6V),才能用锂离子电池进行代替。
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