石墨烯电池是什么?

2019-12-28 - 石墨烯

石墨烯能量密度超过600wh/kg,是目前使用锂电池的约5倍;一次充电时间只需8分钟,可行驶1000公里;使用寿命是目前锂电池两倍;其成本将比目前锂电池降低77%等。

该电池主要突破点有六:一是标志着石墨烯电池研发已经有实质意义上突破,终于进入了应用阶段。二是石墨烯电池主要性能指标,即能量密度、功率密度、充电时间和使用寿命等,均有替代汽油机的历史性突破,完全适合汽车动力需求,并远远超越现行汽油发动机。

石墨烯电池是什么?
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三是该电池的成本比目前锂电池大降77%,完全可以大规模走向市场。四是该公司明确该款电池开始在德国两家汽车厂上车试验,并在2015年一季度上市,让人们看到了电动汽车大规模普及时代,数万亿美元大产业开席,就在眼前不再遥远。五是石墨烯电池淘汰汽油机,揭开了人类环保新时代。六是由此我们依稀看到了,更多更高质量的石墨烯电池正向我们走来。

石墨烯电池是什么?
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石墨烯动力电池成本是关键

目前来看,石墨烯电池的技术突破或能为电池产业乃至电动车产业带来全新变革。

就其属性来说,作为最薄、最坚硬、导电性最好且拥有强大灵活性的纳米材料,石墨烯可广泛应用于锂离子电池、超级电容器及太阳能电池等储能产品中。石墨烯电池广阔的产业化前景源于其结合了锂离子电池和超级电容电池的优点——功率密度比锂电池高100倍,能量储存密度比传统超级电容高30倍。

石墨烯电池是什么?
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但是,石墨烯材料高昂的成本是其难以产业化的重要成因。2011年,石墨烯在中国市场的价格近十倍于黄金,超过2000元/克,因此,对石墨烯电池而言,通过技术手段缩减成本至关重要。与很多国家相比,中国在石墨烯研究上有独特优势。

首先,作为石墨烯生产原料的石墨在我国储能丰富,价格低廉;其次,我国最新研究成果已基本攻克了石墨烯制造成本问题,理论上实现了从5000元/克到3元/克的跨越,下一步要做的将是结合市场,向量产推进。

可以想见,石墨烯电池实现突破之日,将是包括电动车、手机、电脑等一切靠电力驱动设备变革之时,也必将为人类生活带来翻天覆地的变化。

中国石墨烯及应用走在世界前列

石墨烯电池尚未实现大规模商用,但科研领域已经有了很多尝试与反馈:2011年,美国西北大学以石墨烯和硅为原料研发一款手机电池,号称每次充电仅需15分钟,便可让手机运行一周;近期,美国科研机构利用锂离子可以在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出一种新电池,据悉,这种新电池可将充电时间进一步压缩至一分钟以内;特斯拉也正致力于高性能石墨烯电池的研发,根据特斯拉CEO埃隆·马斯克的表态,若将来研发成功,未来特斯拉电动车的续航里程将达到800公里,与目前续航能力相比实现翻倍增长,届时特斯拉在电动车领域的优势将更加明显。

值得一提的是,中国石墨烯及其应用研发走在世界前列,石墨烯电池研发应用并不慢。综合去年底以来的消息面看,已经有多款石墨烯电池和石墨烯锂硫电池,都取得了突破性进展。尤其是中科院金属所和金路集团合作项目石墨烯锂硫电池,去年底样机已经研发成功,正在后续完善之中,其主要性能指标远远超过西班牙该款电池。但愿中国石墨烯动力电池时代早日到来。

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