石墨烯電池的優(yōu)缺點總結(jié),石墨烯電池最新進展情況
去年,國內(nèi)某品牌自主研發(fā)基于三維結(jié)構(gòu)石墨烯(3DG)材料的“超級快充電池"正式對外公布;今日,官方宣布未來將在旗下車型搭載相關(guān)技術(shù)成果,其最大的宣傳點在于8分鐘就可充滿80%,這么恐怖的充電效率倒是挺罕見的,一起來看看關(guān)于石墨烯電池最新進展。
首先石墨燒是一種由碳原子以sp禁化軌道組成六角型呈峰美晶格的二維碳納米材料,它最大的特點在于有著優(yōu)異的光學、電學力學特性。那憑啥能充電這么快呢?石墨烯電池的優(yōu)缺點是什么呢?
事實石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm2/(Vs),這一數(shù)值超過了硅材料的10倍,是已知載流子遷移率最高的物質(zhì)鋪化細(InSb)的兩倍以上。在某些特定條件下如低溫下,石墨烯的載流子遷移率甚至可高達250000cm2/(Vs)。與很多材料不一樣,石墨燒的電子遷移率受溫度變化的影響較小,50~500K之間的任何溫度下,單層石墨烯的電子遷移率都在15000cm2/(Vs)左右。
翻譯成人話就是:石墨烯能把電池的兩極的材料分開,其中的電子可以非常輕易穿過,那么電壓的內(nèi)阻就會非常小,這也就是為什么它充電速度快的原因。
石墨烯電池優(yōu)點
1、儲電量是目前市場最好產(chǎn)品的三倍,一個鋰電池(以最先進的為準)的比能量數(shù)值為180wh/kg,而一個石墨烯電池的比能量則超過600wh/kg。
2、用此電池提供電力的電動車最多能行駛1000公里,而其充電時間不到8分鐘。
3、使用壽命長,其使用壽命是傳統(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器的效率。
5、石墨烯相比于傳統(tǒng)的電池有著更大更多的優(yōu)勢,在使用壽命上,它的使用壽命是鋰電池的兩倍,是氫化電池的四倍。
6、更快的充電速度,并且在高溫下也比鋰電池更為耐用。
石墨烯電池缺點
1、目前石墨稀還沒達到實用化階段,離大批量生產(chǎn)還有很長的路要走。
2、市場上這些石墨烯電池也不是純石墨烯電池,只是在鋰電池的基礎上摻雜了一些石墨烯的相關(guān)的技術(shù),與傳統(tǒng)的鋰電池相比,它帶來的性能提升也僅僅只有那么一點點。再加上石墨烯的成本十分的高昂,它的制造工藝也非常的高,石墨烯電池的制作工藝仍然不夠成熟,目前僅處于實驗室階段的它無法達到量產(chǎn)的地步。
3、工藝特性不兼容,石墨烯比表面積過大,會對現(xiàn)有鋰離子電池的分散均漿等工序帶來一大堆工藝問題。譬如石墨烯表面特性受化學狀態(tài)影響巨大,批次穩(wěn)定性,循環(huán)壽命等等都有很多問題,目前來看無法滿足鋰電池生產(chǎn)的一堆細致的要求。
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