石墨烯電池為什么沒有取代鋰電池

來源：存能電氣  日期：2019-04-15 16:06  瀏覽量：次

　　石墨烯電池為什么沒有取代鋰電池？石墨烯被研究者和各大媒體譽為“新材料之王”，是人類已知強度高、韌性好、重量輕、透光率高、導電性佳的新型納米材料。集萬千光芒于一身的石墨烯電池，有著比能量高、充電速率快等優點。可是為什么石墨烯電池為什么沒有取代鋰電池？

　　石墨烯電池的優勢和劣勢

　　優勢

　　1.儲電量是目前市場最好產品的三倍。一個鋰電池(以最先進的為準)的比能量數值為180wh/kg，而一個石墨烯電池的比能量則超過600wh/kg

　　2.用石墨烯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。石墨烯電池使用壽命是傳統氫化電池的四倍，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電池的一半，這樣可以提高裝載該電池的機器的效率

　　5.成本低。生產石墨烯電池的公司表示，它的成本將比鋰電池低77%

　　劣勢

　　傳統導電碳/石墨很便宜，都是論噸賣的，而石墨烯太貴。一克上千的價格，這不是一般企業能夠承受得了的。而數年前，石墨烯的價格曾高達每克5000元，遠超黃金價格，普通消費者也難以承受。

　　石墨烯電池暫時無法取代鋰電池

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

　　事實上就目前石墨烯在電池上的應用來說，主要是和硅結合，所謂的石墨烯電池，本質上還是屬于鋰電池。對鋰電池來說，石墨烯作為碳基負極材料，是沒有辦法從根本上改變鋰電池能量比數量級的。

　　在電池負極里面代替原來的石墨，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，并沒到那般強勢。

　　石墨烯電池沒有取代鋰電池的原因

　　阻礙石墨烯電池的主要原因，量產化困難的主要原因在其內部。

　　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。現在公布的一些驚人數據基本都來自純度極高的石墨烯電池，僅出現在概念階段或實驗室內;

　　2.“摻雜石墨烯電池”在鋰電池上的作用是導電劑或電極嵌鋰材料，但與傳統的導電碳和石墨低廉的成本相比，前者帶來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，與現在的鋰電池工業的技術體系無法相容;

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

　　總之，首先要說明的是，石墨烯電池取代鋰電池在中短期內基本是不可能的;“摻雜石墨烯鋰電池”雖然有著一定的應用前景，但收效并不大，完全不足以撼動現今的格局。石墨烯電池的應用前景是很廣闊的，但是現在還不能滿足量產的條件，因此暫時無法取代鋰電池。