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石墨烯電池和鋰離子電池孰優孰劣?

鉅大LARGE  |  點擊量:1156次  |  2020年12月26日  

石墨烯電池和鋰離子電池孰優孰劣?


幾年前,我們就了解石墨烯電池在電池中是熱的,但最近它們變得不活躍了。市場上的主流電池仍然是鋰離子電池。石墨烯電池和鋰離子電池哪個更好?


1.石墨烯電池的優缺點


石墨烯細胞:石墨烯細胞是由碳原子sp2雜化而成的細胞平面膜。它是一種只有一個原子層厚度的準二維數據,因此又稱單原子石墨。利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速持續運動的許多特性,一種新能源電池已經問世。


(1)石墨烯電池的優點:


1)存儲容量是目前市場上最好產品的三倍。鋰離子電池(以最先進的為準)的比能值為180wh/kg,而石墨烯電池的比能值超過600whkg。


用這種電池供電的電動汽車可以行駛1000公里,充電時間不到8分鐘。


3)使用壽命。它的壽命是傳統氫化電池的四倍,鋰離子電池的兩倍。


4)重量輕。石墨烯的特性使電池重量減少了一半,從而提高了支撐電池的機器的功率。


5)與傳統電池相比,石墨烯具有更多優勢。在壽命方面,它的壽命是鋰離子電池的兩倍,是氫化電池的四倍。


6)比高溫下的鋰離子電池充電更快,更耐用。


(2)石墨烯電池缺陷:


1)石墨烯尚未進入實用階段,距離量產還有很長的路要走。


2)在市場上,這些石墨烯電池也不是純石墨烯電池。他只是給鋰離子電池添加了一些石墨烯相關的技能。與傳統的鋰離子電池相比,性能的提升微乎其微。此外,石墨烯的成本非常高,其制造工藝也非常高。石墨烯電池的制造工藝還不成熟,因為還處于實驗室階段,還不能大規模生產。


3)工藝特性不相容。也就是說,石墨烯比表面積過多,會給現有的鋰離子電池松弛均勻化等工藝帶來很多技術問題。考慮到電池廠的調優過程是令人疲憊的,而且它沒有足夠的利潤空間來推動一個突破性的性能目標,誰會對這項技能感興趣呢?石墨烯的表面性質受化學條件影響較大,在批量穩定性、循環壽命等方面存在諸多問題,不能滿足鋰離子電池生產的具體要求。


2.鋰離子電池的優點和缺點


(1)鋰離子電池的好處


1)能量密度高,其體積能密度和質量能密度可達450W。H/dm3,150W。H/kg,目前仍在進步中。


2)輸出均勻電壓高(約3.6v),是鎳鎘電池和鎳l電池的3倍。


3)輸出功率大。


4)自放電低,每月少于10%,ni-cd和ni-ml不足一半。


5)鎳鎘電池和鎳氫電池沒有相同的召回效果,循環功能更優。


6)可快速充放電。1C的容量可以達到標準,達到容量的80%以上。


7)高充電功率,第一次充電后幾乎100%。


8)工作溫標寬,-30~+45℃。隨著電解液和正電極的改進,有望將其拓寬到


-40~+70℃,低溫可加寬至-60℃。


9)不要修理。


10)對環境更友好,被稱為綠色電池。


11)壽命長,100%DOD充放電可達900次以上;當選擇淺深度(30%DOD)充放電時,循環次數超過5000次。


(2)鋰離子電池的缺陷


1)成本高,重要是由于正極數據LiC002價格高,隨著正極技術的不斷發展,可以選擇LiMn204、LiFeP04等作為正極,進而有望大幅度降低鋰離子電池的成本;


2)必須有專門的維護電路,防止過充或過放電;


3)與普通電池相容性差,因為一般在使用3節普通電池(3.6V)時可以用鋰離子電池代替。


就目前的情況來看,鋰離子電池在開發技術、復雜程度、制造成本和市場經濟方面都比石墨烯電池有優勢。


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