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石墨烯电池和锂电池孰优孰劣?

钜大LARGE  |  点击量:1720次  |  2022年07月09日  

几年前,我们就了解石墨烯电池在电池中是热的,但最近它们变得不活跃了。市场上的主流电池仍然是锂离子电池。石墨烯电池和锂离子电池哪个更好?


1.石墨烯电池的优缺点


石墨烯细胞:石墨烯细胞是由碳原子sp2杂化而成的细胞平面膜。它是一种只有一个原子层厚度的准二维数据,因此又称单原子石墨。利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速持续运动的许多特性,一种新能源电池已经问世。


(1)石墨烯电池的优点:


1)存储容量是目前市场上最好产品的三倍。锂离子电池(以最先进的为准)的比能值为180wh/kg,而石墨烯电池的比能值超过600whkg。


用这种电池供电的电动汽车可以行驶1000公里,充电时间不到8分钟。


3)使用寿命。它的寿命是传统氢化电池的四倍,锂离子电池的两倍。


4)重量轻。石墨烯的特性使电池重量减少了一半,从而提高了支撑电池的机器的功率。


5)与传统电池相比,石墨烯具有更多优势。在寿命方面,它的寿命是锂离子电池的两倍,是氢化电池的四倍。


6)比高温下的锂离子电池充电更快,更耐用。


(2)石墨烯电池缺陷:


1)石墨烯尚未进入实用阶段,距离量产还有很长的路要走。


2)在市场上,这些石墨烯电池也不是纯石墨烯电池。他只是给锂离子电池添加了一些石墨烯相关的技能。与传统的锂离子电池相比,性能的提升微乎其微。此外,石墨烯的成本非常高,其制造工艺也非常高。石墨烯电池的制造工艺还不成熟,因为还处于实验室阶段,还不能大规模生产。


3)工艺特性不相容。也就是说,石墨烯比表面积过多,会给现有的锂离子电池松弛均匀化等工艺带来很多技术问题。考虑到电池厂的调优过程是令人疲惫的,而且它没有足够的利润空间来推动一个突破性的性能目标,谁会对这项技能感兴趣呢?石墨烯的表面性质受化学条件影响较大,在批量稳定性、循环寿命等方面存在诸多问题,不能满足锂离子电池生产的具体要求。


2.锂离子电池的优点和缺点


(1)锂离子电池的好处


1)能量密度高,其体积能密度和质量能密度可达450W。H/dm3,150W。H/kg,目前仍在进步中。


2)输出均匀电压高(约3.6v),是镍镉电池和镍l电池的3倍。


3)输出功率大。


4)自放电低,每月少于10%,ni-cd和ni-ml不足一半。


5)镍镉电池和镍氢电池没有相同的召回效果,循环功能更优。


6)可快速充放电。1C的容量可以达到标准,达到容量的80%以上。


7)高充电功率,第一次充电后几乎100%。


8)工作温标宽,-30~+45℃。随着电解液和正电极的改进,有望将其拓宽到


-40~+70℃,低温可加宽至-60℃。


9)不要修理。


10)对环境更友好,被称为绿色电池。


11)寿命长,100%DOD充放电可达900次以上;当选择浅深度(30%DOD)充放电时,循环次数超过5000次。


(2)锂离子电池的缺陷


1)成本高,重要是由于正极数据LiC002价格高,随着正极技术的不断发展,可以选择LiMn204、LiFeP04等作为正极,进而有望大幅度降低锂离子电池的成本;


2)必须有专门的维护电路,防止过充或过放电;


3)与普通电池相容性差,因为一般在使用3节普通电池(3.6V)时可以用锂离子电池代替。


就目前的情况来看,锂离子电池在开发技术、复杂程度、制造成本和市场经济方面都比石墨烯电池有优势。

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