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石墨烯鋰電池研制成功

2022-06-13 11:12:24 

近幾年來(lái),世界各國(guó)范圍的金屬空氣電池研究一直都沒(méi)能停下來(lái)腳步,但其產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨著眾多技術(shù)瓶頸期,例如,電極功率密度尚需提高、無(wú)法滿足高功率輸出與陽(yáng)極利用率不高等。下邊我們一起來(lái)看看石墨烯鋰電池研制成功這則消息。

石墨烯電池


據(jù)中國(guó)新聞網(wǎng)12月20日消息,超級(jí)電容器,是介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的一種電化學(xué)儲(chǔ)能裝置。主要是因?yàn)榫哂泄β拭芏雀?、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全靠譜等特點(diǎn),現(xiàn)在已經(jīng)大量應(yīng)用于混合電動(dòng)汽車、大功率輸入設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。殊不知,超級(jí)電容器并非“完美”,其關(guān)鍵問(wèn)題在于,能量密度低。如何讓超級(jí)電容器具有高功率、高能量,一直以來(lái)科學(xué)家們并沒(méi)能找到理想材料。


黃富強(qiáng)詳細(xì)介紹,與傳統(tǒng)電極材料相比,石墨烯有四大突出優(yōu)勢(shì):其一,高比表面積更加有利于產(chǎn)生高能量密度;第二,超高導(dǎo)電性更加有利于保持高功率密度;第三,化學(xué)結(jié)構(gòu)豐富更加有利于引入贗電容,提高能量密度;最后,特殊的電子結(jié)構(gòu)更加有利于優(yōu)化結(jié)構(gòu)與使用性能關(guān)系。


根據(jù)反復(fù)試驗(yàn)、設(shè)計(jì)、合成,黃富強(qiáng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),氮摻雜有序介孔石墨烯的使用性能表現(xiàn)最佳。不僅能實(shí)現(xiàn)高能量密度、高功率密度,而且還可以根據(jù)使用水基電解液,做到無(wú)毒、環(huán)保、價(jià)格低廉、安全靠譜。


石墨烯電池的優(yōu)缺點(diǎn)


優(yōu)點(diǎn):


1、儲(chǔ)電量是現(xiàn)階段市場(chǎng)最好產(chǎn)品的三倍。一個(gè)鋰電池(以最先進(jìn)的為準(zhǔn))的比能量數(shù)值為180wh/kg,而一個(gè)石墨烯電池的比能量則超過(guò)600wh/kg。


2、用此電池保證電力的電動(dòng)車最多能行駛1000公里,而其充電時(shí)間不到8分鐘。


3、使用期限長(zhǎng)。其使用期限是傳統(tǒng)方式氫化電池的四倍,是18650鋰電池的兩倍。


4、重量較輕。石墨烯的特性使得電池的重量可以減少為傳統(tǒng)方式電池的一半,這樣可以提高裝載該電池的機(jī)器的效率。


5、產(chǎn)品成本低。生產(chǎn)這種電池的公司表示,它的成本將比鋰電池低77%。穩(wěn)定型高,電池壽命長(zhǎng),充電速度比較快;


缺點(diǎn):


傳統(tǒng)方式導(dǎo)電碳/石墨很便宜,都是論噸賣的,而石墨烯太貴。一克上千的價(jià)格,這不是一般企業(yè)能夠承受得了的。而數(shù)年前,石墨烯的價(jià)格曾高達(dá)每克5000元,遠(yuǎn)超黃金價(jià)格,一般消費(fèi)者也難以承受,這便是石墨烯電池的缺點(diǎn)。


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