石墨烯鋰離子電池真的是革命性的技術(shù)突破嗎

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-09-09 09:43  瀏覽量：次

　　石墨烯鋰離子電池真的是革命性的技術(shù)突破嗎？石墨烯可以做導(dǎo)電劑，促進(jìn)鋰離子電池快充放，理論上能提高倍率性能，但若分散工藝不到位，混料不均，一切都是空中樓閣。石墨烯的振實(shí)和壓實(shí)密度都非常低，成本極其昂貴，根本不存在取代石墨類(lèi)材料直接用作鋰離子電池負(fù)極的可能性。

　　石墨烯鋰離子電池真的是革命性的技術(shù)突破嗎？

　　石墨烯與其它新型負(fù)極材料，比如硅基和錫基材料以及過(guò)渡金屬化合物形成復(fù)合材料，是當(dāng)前“納米鋰電”最熱門(mén)的研究領(lǐng)域。

　　石墨烯鋰離子電池真的就是革命性的技術(shù)么？現(xiàn)在看來(lái)這樣說(shuō)恐怕還為時(shí)尚早。石墨烯商用的最大阻礙—成本，石墨烯用在鋰電池之中，取代的是過(guò)去的導(dǎo)電碳或者是石墨電極，比起石墨烯每千克數(shù)百美元的市場(chǎng)價(jià)格，這兩個(gè)按噸賣(mài)的真的算得上是白菜價(jià)了，并且數(shù)百美元的還是“劣質(zhì)品”，真正的優(yōu)秀石墨烯價(jià)格高達(dá)數(shù)千元每克。試問(wèn)在現(xiàn)在的電池基礎(chǔ)上，用戶(hù)愿意用如此高的原材料差價(jià)換取耐熱性提高和壽命翻倍的優(yōu)勢(shì)么？恐怕不會(huì)。

　　所以作為傳統(tǒng)鋰電池的補(bǔ)充，石墨烯確實(shí)是比現(xiàn)在的技術(shù)要先進(jìn)很多，但是受制于成本和自身特性，從現(xiàn)在來(lái)看是難以在各個(gè)領(lǐng)域取代傳統(tǒng)鋰電池的?？偟膩?lái)說(shuō)石墨烯鋰電池現(xiàn)在仍然是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品。石墨烯不過(guò)是其中之一而已，現(xiàn)在市場(chǎng)和用戶(hù)對(duì)于石墨烯鋰電池的需求并不迫切。

　　石墨烯鋰離子電池現(xiàn)在只是人們對(duì)于這種材料的一次嘗試，或許現(xiàn)在石墨烯對(duì)于電池性能的提升并不是革命性的，但是在其他領(lǐng)域，石墨烯帶來(lái)的改變可能就是天翻地覆的了，比如柔性器件半導(dǎo)體顯示屏、能源材料、超級(jí)電容器、高速晶體管、光電子器件等等。

　　石墨烯在電化學(xué)性能方面與之非常相似并無(wú)任何特殊之處，反倒是生產(chǎn)成本更高，生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境污染更加嚴(yán)重，實(shí)際操作和加工性能更加困難。根據(jù)自己多年的鋰電研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，筆者并不認(rèn)為石墨烯會(huì)在鋰離子電池領(lǐng)域有多少實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，當(dāng)前所謂的“石墨烯電池”純屬炒作。

　　綜合考量材料成本、生產(chǎn)工藝、加工性和電化學(xué)性能，筆者認(rèn)為，石墨烯或者石墨烯復(fù)合材料實(shí)際用于鋰電負(fù)極的可能性很小產(chǎn)業(yè)化前景渺茫。未來(lái)石墨烯在鋰離子電池上的應(yīng)用前景微乎其微的。相比于鋰離子電池，小編認(rèn)為石墨烯在超級(jí)電容器尤其是微型超級(jí)電容器方面的應(yīng)用前景似乎稍微靠譜一點(diǎn)點(diǎn)。

　　石墨烯電池和石墨烯鋰電池哪個(gè)更好？

　　石墨烯電池被研究者和各大媒體譽(yù)為“新材料之王”，是人類(lèi)已知強(qiáng)度高、韌性好、重量輕、透光率高、導(dǎo)電性佳的新型納米材料。石墨稀的表現(xiàn)是比鋰電池要好很多，特別是電池的動(dòng)力特性、電容量、壽命等方面。但是目前石墨稀還沒(méi)達(dá)到實(shí)用化階段，離大批量生產(chǎn)還有很長(zhǎng)的路要走。

　　石墨烯相比于傳統(tǒng)的電池有著更大更多的優(yōu)勢(shì)，在使用壽命上，它的使用壽命是鋰電池的兩倍，是氫化電池的四倍。在重量上，它的重量大概只有傳統(tǒng)電池的一半。在充電的速率方面。石墨烯電池可以提高幾十倍甚至上百倍。

　　鋰電池在安全性、續(xù)航能力、環(huán)境污染以及充電速度方面存在的巨大短板已經(jīng)開(kāi)始嚴(yán)重限制了各大高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此許多企業(yè)研發(fā)部門(mén)都將目光放到了更先進(jìn)的石墨烯電池上面。

　　采用石墨烯材料的電極雖然大幅提升了電池壽命和電池充電速度，但因石墨烯材料本身具有的高比表面積等性質(zhì)，與現(xiàn)在的鋰離子電池工業(yè)的技術(shù)體系無(wú)法相容，能量密度并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)理論上的翻倍，僅僅提升了10%。