石墨烯鋰離子電池真的是革命性的技術突破嗎

來源：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突破嗎？石墨烯可以做導電劑，促進鋰離子電池快充放，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。石墨烯的振實和壓實密度都非常低，成本極其昂貴，根本不存在取代石墨類材料直接用作鋰離子電池負極的可能性。

　　石墨烯鋰離子電池真的是革命性的技術突破嗎？

　　石墨烯與其它新型負極材料，比如硅基和錫基材料以及過渡金屬化合物形成復合材料，是當前“納米鋰電”最熱門的研究領域。

　　石墨烯鋰離子電池真的就是革命性的技術么？現(xiàn)在看來這樣說恐怕還為時尚早。石墨烯商用的最大阻礙—成本，石墨烯用在鋰電池之中，取代的是過去的導電碳或者是石墨電極，比起石墨烯每千克數(shù)百美元的市場價格，這兩個按噸賣的真的算得上是白菜價了，并且數(shù)百美元的還是“劣質(zhì)品”，真正的優(yōu)秀石墨烯價格高達數(shù)千元每克。試問在現(xiàn)在的電池基礎上，用戶愿意用如此高的原材料差價換取耐熱性提高和壽命翻倍的優(yōu)勢么？恐怕不會。

　　所以作為傳統(tǒng)鋰電池的補充，石墨烯確實是比現(xiàn)在的技術要先進很多，但是受制于成本和自身特性，從現(xiàn)在來看是難以在各個領域取代傳統(tǒng)鋰電池的?？偟膩碚f石墨烯鋰電池現(xiàn)在仍然是一個實驗室產(chǎn)品。石墨烯不過是其中之一而已，現(xiàn)在市場和用戶對于石墨烯鋰電池的需求并不迫切。

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

　　石墨烯在電化學性能方面與之非常相似并無任何特殊之處，反倒是生產(chǎn)成本更高，生產(chǎn)過程對環(huán)境污染更加嚴重，實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，筆者并不認為石墨烯會在鋰離子電池領域有多少實際應用價值，當前所謂的“石墨烯電池”純屬炒作。

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

　　石墨烯電池和石墨烯鋰電池哪個更好？

　　石墨烯電池被研究者和各大媒體譽為“新材料之王”，是人類已知強度高、韌性好、重量輕、透光率高、導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，特別是電池的動力特性、電容量、壽命等方面。但是目前石墨稀還沒達到實用化階段，離大批量生產(chǎn)還有很長的路要走。

　　石墨烯相比于傳統(tǒng)的電池有著更大更多的優(yōu)勢，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)開始嚴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)部門都將目光放到了更先進的石墨烯電池上面。

　　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)的技術體系無法相容，能量密度并沒有實現(xiàn)理論上的翻倍，僅僅提升了10%。