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石墨烯電池沒有取代鋰離子電池成為電動汽車電池的原因有什么?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年03月26日  

石墨烯并不神秘,只是發現得比較晚。此前業界一直認為我們生活的三維空間里是不存在二維結構。直到2004年,英國曼徹斯特大學物理學家安德烈海姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫成功地在實驗室中通過撕膠帶的方式,撕出了二維結構的石墨烯,也撕出了諾貝爾獎。


膠帶撕石墨烯的方法:


用鉛筆在紙上沉積一層厚厚的石墨,然后用第一塊普通膠帶從紙上撕下一層石墨,再用第二塊膠帶從第一塊膠帶上再撕下一層石墨,以此類推,最終石墨會變得越來越薄,最終會得到單層石墨烯。


所以就算有的電池廠家在電池里加了點石墨就說它的電池是石墨烯電池,并沒有邏輯問題,也不違法,但我們要了解石墨烯+電池≠石墨烯電池。


石墨烯確實是一種很神奇的材料,但它發現的時間尚短


石墨烯是二維蜂窩網狀結構的碳單質形成的,它幾乎完全透明,所以成為了世界上最薄但卻是最堅硬的材料(0.355nm厚卻比鋼鐵的機械強度大),此外石墨烯也是目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料,也是目前世界上電阻率最小的材料。所以石墨烯被譽為黑金,科學家甚至預言石墨烯將徹底改變21世紀,石墨烯被蹭了一大波熱度,尤其是電動汽車領域,石墨烯電池更是被神話了,然而只是嘴上說得神乎其神,并沒有完全的發揮石墨烯的真正神力。


通過很多常規的方法都能獲得石墨烯,但這樣出來的尺寸是隨機不可控制的,無法可靠地制造長度足供應用地石墨烯薄片樣本。在2008年,由機械剝離法制備得到地石墨烯是世界最貴地材料之一,人頭發截面尺寸大小的樣品就要花費1000美元,現在隨著制備程序地規模化可以降低成本,但仍然是以克來計算成本。那些宣稱已經實現量產的石墨烯并非真正單層地石墨烯,而大多是晶格缺陷較高、多層堆疊地石墨烯類產品,只能保持石墨烯部分特性。


單層石墨烯的各種優異性能,還僅僅只能在實驗室體現出來,石墨烯何時能真正低成本量產商業化,仍然沒有明確的方向。石墨烯確實是一種非常有前途的材料,但大家一定要理性的看待石墨烯電池這個問題。

1.全石墨bai烯電池成本十分du高昂,而且制備難度zhi大,幾乎不可能量產。現在公布的一些dao驚人數據基本zhuan都來自純度極高的石墨烯電池,僅出現在概念階段或實驗室內;


2.摻雜石墨烯電池在鋰離子電池上的用途是導電劑或電極嵌鋰材料,但與傳統的導電碳和石墨低廉的成本相比,前者帶來的性能提升不足以吸引各廠家;


3.石墨烯材料本身具有的高比表面積等性質,與現在的鋰離子電池工業的技術體系無法相容;


4.除此之外,比如其他材料的沖擊(比如硅在做負極上有著更高的理論容量)和分散工藝難度高等問題,都制約著它在鋰離子電池上的應用。

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