石墨烯电池和锂离子电池哪一个更好?

2021-08-15      7676 次浏览

石墨烯电池前几年在电池行业比较火热,但最终沉寂了,市场主流电池还是锂离子电池,石墨烯电池和锂离子电池哪一个更好,要从各自自身的材料特性和市场使用方面的优缺点做比较,区分出什么情况下它们的好坏。


1、石墨烯电池优缺点


石墨烯电池:石墨烯电池,是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种惟有一个原子层厚度的准二维材料,所以又叫做单原子层石墨。利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。


(1)石墨烯电池优势:


1)储电量是目前市场最好产品的三倍。一个锂离子电池(以最先进的为准)的比能量数值为180wh/kg,而一个石墨烯电池的比能量则超过600whkg。


2)用此电池供应电力的电动汽车最多能行驶1000公里,而其充电时间不到8分钟。


3)使用寿命长。其使用寿命是传统氢化电池的四倍,是锂离子电池的两倍。


4)重量轻。石墨烯的特性使得电池的重量可以减少为传统电池的一半,这样可以提高装载该电池的机器的效率。


5)石墨烯相比于传统的电池有着更大更多的优点,在使用寿命上,它的使用寿命是锂离子电池的两倍,是氢化电池的四倍。


6)更快的充电速度,并且在高温下也比锂离子电池更为耐用。


(2)石墨烯电池缺点:


1)目前石墨稀还没达到实用化阶段,离大批量加工还有很长的路要走。


2)市场上这些石墨烯电池也不是纯石墨烯电池,他只是在锂离子电池的基础上掺杂了一些石墨烯的相关的技术,与传统的锂离子电池相比,它带来的性能提升也仅仅惟有那么一点点。再加上石墨烯的成本十分的高昂,它的制造工艺也非常的高,石墨烯电池的制作工艺依然不够成熟,目前仅处于试验室阶段的它无法达到量产的地步。


3)工艺特性不兼容。就是石墨烯比表面积过大,会对现有锂离子电池的分散均浆等工序带来一大堆工艺问题。倘若电池厂调工艺会累死,又没有性能指标冲破性进步带来的足够的利润空间驱动,谁愿意上这个技术?石墨烯表面特性受化学状态影响巨大,批次稳定性,循环寿命等等都有很多问题,目前来看无法满足锂离子电池加工的一堆细致的要求。


2、锂离子电池优缺点


(1)锂离子电池优势


1)能量密度高,其体积能量密度和质量能量密度分别可达450W.h/dm3和150W.h/kg,而且还在不断提高。


2)均匀输出电压高(约3.6V),为Ni-Cd、Ni-l电池的3倍。


3)输出功率大。


4)自放电小,每月10%以下,不到Ni-Cd、Ni-Ml的一半。


5)没有Ni-Cd、Ni-MH电池相同的记忆效应,循环性能优越。


6)可快速充放电,1C充电时容量可达标称容量的80%以上。


7)充电效率高,第1次循环后基本上为100%。


8)工作温度范围宽,-30~+45℃,随着电解质和正极的改进,期待能拓宽到


-40~+70℃,低温有可能拓展到-60℃。


9)无需维修。


10)对环境较为“友好”,称为绿色电池。


11)使用寿命长,100%DOD充放电可达900次以上;当采用浅深度(30%DOD)充放电时,循环次数已经超过了5000次。


(2)锂离子电池缺点


1)成本高,紧要是正极材料LiC002的价格高,随着正极技术的不断发展,可以采用LiMn204、LiFeP04等为正极,从而有望大大降低锂离子电池的成本;


2)非得有特殊的保护电路,以戒备过充或过放;


3)与一般电池的相容性差,因为一般要在用3节一般电池(3.6V)的情况下才能用锂离子电池进行替代。


总结:通过上面的的条件比较,就目前的情况来看,从研发技术成熟程度,制造成本和市场经济效益来看,锂离子电池要比石墨烯电池更加有优点。


相关文章

推荐品类

为您推荐

东莞市钜大电子有限公司 粤ICP备07049936号