很多年前,人们发现了蒸汽,使人类社会步入了蒸汽时代;后来电力的出现又使人们进入了电力时代。在现代社会发现了新的材料:石墨烯,它被称为新材料之王,人们说石墨烯是未来革命性的神奇材料,等等数不清的赞誉都被石墨烯归于一身。
什么是石墨烯电池?
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,是一种只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。由于高导电性、高强度、超轻薄等特性,石墨烯在航天特种领域的应用优势也是极为突出的。
石墨烯有什么用
石墨烯能够在非常非常多的领域发挥作用,这些领域小到衣服领域中人穿着的石墨烯内裤,大到生物医学中用来拯救生命。
石墨烯通电后有效电热能总转换率达99%以上,再加上特殊的超导性,能够保证发热性能的稳定,所以非常适合应用与新型采暖行业。
石墨烯还有可能成为硅的替代品,制造超微型的晶体管,用来生产制造下一代的超级计算机,其稳定的碳元素以及更高的电子迁移率能够使未来的计算机获得更高的速度。
此外在生物医学方面,细菌的细胞没有办法在石墨烯上生长,但是人类细胞却不会受损,所以利用石墨烯的这一个特性可以用来制作绷带、食品包装等,还可以生产抗菌的医护服装、床上用品等等。
石墨烯被研究者和各大媒体誉为新材料之王,是人类已知强度高、韧性好、重量轻、透光率高、导电性佳的新型纳米材料。
锂离子电池
锂离子电池,锂离子电池中的锂离子指的是电池中的储能物质,在充放电过程中发生电池反应(化学变化)。是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂离子电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。
石墨稀电池的表现是比锂离子电池要好很多,特别是电池的动力特性、电容量、寿命等方面。但是目前石墨烯还没达到实用化阶段,离大批量生产还有很长的路要走。锂离子电池在安全性、续航能力、环境污染以及充电速度方面存在的巨大短板已经开始严重限制了各大高科技产业的发展,因此许多公司研发部门都将目光放到了更先进的石墨烯电池上面,并相信这一新型电池未来将彻底取代已经问世超过26年的锂离子电池。
石墨烯电池的优缺点
优点:
1、储电量是目前市场最好的产品的三倍。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600wh/kg。
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、成本低。生产这种电池的公司表示,它的成本将比锂离子电池低77%。稳定性高,电池寿命长,充电速度快;
缺点:
传统导电碳/石墨很便宜,都是论吨卖的,而石墨烯太贵。一克上千的价格,这不是一般公司能够承受得了的。而数年前,石墨烯的价格曾高达每克5000元,远超黄金价格,普通消费者也难以承受。
什么是锂电池?
锂电池与普通电池相比,拥有能量密度高、输出功率大、充电效率高、使用寿命长等特点。不过,这类电池存在一个缺点,那就是稳定性差,容易出现自燃的情况,另外这类电池价格也高。
锂电池的优缺点
1、锂电池续航里程更远
由于锂电池的密度更大,能量也更多,所以锂电池的续航里程更远,如果对于工作地离家比较远,比如一次续航80-120公里左右的人群,选择锂电池是不错的。
2、锂电池更耐用不易坏
我们普通的铅酸电池可能用了一年就出现跑不远了,但锂电池一般可以用3-5年,而且锂电池充电可以随用随充,一般使用寿命比铅酸电池长1-3年。
3、锂电池更加小巧轻便
由于锂电池的密度大,能量大,所以如果你选择比较小巧轻便的电动车,安装锂电池比较合适,不但耐用,而且很轻便,取电池也比较方便。
综上来看,如果是纯石墨烯电池,在各项性能方面是要优于电动车锂电池的。但考虑到目前的石墨烯电池产品只是部分利用石墨烯技术,因此性能方面应该和锂电池相当。而价格方面,从天能、超威、京球推出的电池产品来看,两种电池价格相差也不是很大。不过,还是需要注意的是,石墨烯电池要比电动车锂电池更稳定,安全性更高,因此选择石墨烯电池更具优势。