石墨烯電池和鋰電池哪個更好,各自有何優(yōu)缺點?
相信幾年前每個人都知道石墨烯電池在電池行業(yè)很熱,但最近比較沉默。市場上主流的電池還是鋰電池,石墨烯電池和鋰電池哪個更好,各自有什么優(yōu)缺點?
石墨烯電池和鋰電池哪個更好?
石墨烯電池:石墨烯電池是由碳原子以sp2雜化形成的蜂窩狀平面薄膜。它是一種只有一個原子層厚度的準二維材料,所以也叫單原子層石墨,利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量運動的特點,開發(fā)出的一種新能源電池。
石墨烯電池的優(yōu)勢:
1)蓄電能力是目前市面上最好的產品的三倍,鋰電池電池(以最先進的為準)的比能量是180wh/kg,而石墨烯電池的比能量超過600wh/kg。
2)這種電池供電的電動車,行駛里程可達1000公里,充電時間不到8分鐘。
3)使用壽命長,它的使用壽命是傳統(tǒng)氫化電池的四倍,是鋰電池的兩倍
4)重量輕,由于石墨烯的特點,電池的重量可以減少到傳統(tǒng)電池的一半,這可以提高裝有電池的機器的效率。
5)與傳統(tǒng)電池相比,石墨烯更有優(yōu)勢。
6)充電速度更快,高溫下比鋰電池更耐用。
石墨烯電池的缺點:
1)目前石墨稀還沒有達到實用階段,距離量產還有很長的路要走。
2)市面上的這些石墨烯電池都不是純石墨烯電池,只是在鋰電池的基礎上摻雜了石墨烯的一些相關技術,與傳統(tǒng)的鋰電池相比,性能提升了一點點,此外,石墨烯的成本很高,其制造工藝也很高。石墨烯電池的制造工藝還不夠成熟,還處于實驗室階段,無法達到量產水平。
3)不相容的特性。也就是說,因為石墨烯的比表面積太大,它會給現(xiàn)有的工藝帶來很多技術問題,例如鋰離子電池的分散和均化。如果電池工廠調整過程會筋疲力盡,性能指標的突破性進展帶動的利潤空間不夠,石墨烯表面特性受化學狀態(tài)影響很大,在批次穩(wěn)定性、循環(huán)壽命等方面存在很多問題。
鋰電池的優(yōu)勢:
1)高能量密度:因電極材料不同而異,按質量可達150 ~ 200 Wh/kg(540 ~ 720 kJ/kg);按體積計算,可達250 ~ 530 wh/L。
3)開路電壓高:因電極材料不同而異,可達3.3 V ~ 4.2 V。
4)輸出功率大:因電極材料不同而異,可達300 ~ 1500 W/kg 。
5)無記憶效應:磷酸鐵鋰鋰離子電池無記憶效應,電池可隨時充放電,不放電,使用維護方便。
6)低自放電:5% ~ 10%/月,智能鋰離子電池內置監(jiān)控電路,該監(jiān)控電路的工作電流甚至高于自放電電流。
7)工作溫度范圍寬:可在-20度至60度之間正常工作。
8)充放電速度快
因此,鋰電池被廣泛應用于軍工產品、消費電子產品、航空產品等。
鋰電池缺點:
1)成本高,主要是因為正極材料LiC002價格高。隨著正極技術的不斷發(fā)展,LiMn204和LiFeP04可以作為正極使用,有望大大降低鋰離子電池的成本;
2)必須有專門的保護電路,防止過充或過放;
3)與普通電池兼容性差,因為一般要用三節(jié)普通電池(3.6V),才能用鋰離子電池進行代替。
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