什么是石墨烯电池?石墨烯-铅酸电池行业大解析!

新能源电池材料 2020-03-20 2 0

石墨烯


石墨烯-铅酸电池行业

近年来对炭材料加入铅酸电池负极对铅酸电池性能的影响研究发现,炭材料的加入能够提高电池负极的导电性,限制硫酸铅晶体颗粒的生长,有利于易溶解小颗粒硫酸铅的形成,在高倍率放电状态下,促进硫酸溶液更容易且更深地渗透入负极活性物质中,从而提高铅酸电池在高倍率部分荷电态(HRPSoC)的循环寿命。

石墨烯是单原子层的石墨结构,是碳的二维同素异形体,碳原子按六边形排列,可与活性物质形成“面–面”接触。石墨烯具有许多优异的性能,如较好的柔韧性、极小的电阻率、极大的比表面积,稳定的化学性质等,石墨烯的加入可使铅酸电池性能大幅提高。目前石墨烯在铅酸蓄电池领域的应用及产业化均取得了很大的突破。

为什么石墨烯电池很重要?石墨烯电池到底是什么

如今,智能手机的电池已经做得相当不错了。但是,你有没有觉得刚充好电的手机,没玩几个小时就自动关机了,这点电量完全不能满足我们的需求。

试想一下,如果我们的手机充一次电就可以连续使用两到三天或者一整周,那不是很好吗?使用石墨烯电池,这可能就不是一件只能空想的事情了。

石墨烯电池目前还不能为智能手机供电,但技术正在进步。未来,石墨烯将成为替代锂离子电池的材料。

什么是石墨烯电池?

在深入探讨石墨烯电池之前,值得快速回顾一下什么是石墨烯及其工作原理。

简而言之,石墨烯就是紧密结合成六边形或蜂窝状结构的碳原子组成。使石墨烯如此独特的原因在于,该结构仅一个原子层厚,实质上使石墨烯片二维化。这种2D结构产生了非常有趣的特性,包括出色的导电性和导热性,高柔韧性,高强度和低重量。在导电性和导热性上,它优于铜(导电性最高的金属元素)。

超级电容器可以使电池寿命更长,并且几乎可以立即充电

在电池方面,石墨烯的功能可以用多种方式来应用。石墨烯作为电池的理想用途是作为“超级电容器”。超级电容器能够像传统电池一样存储电流,也可以迅速地充电和放电。电子在石墨烯中的运动速度能达到光速的1/300,远超于在一般导体里的运动速度,并且,石墨烯还有高传导性、高比表积的特性,这些是它的优势。

2016年,华为曾传出石墨烯应用在电池上的消息,只是华为的“石墨烯电池”是在锂电池中加入了一些石墨烯材料;2017年,三星就宣布其“石墨烯球” 的突破,充电速度提升5倍,电池容量增加45%,但是目前石墨烯电池并未在任何三星手机设备上落地应用......

石墨烯的成本太高,高纯石墨烯每克价格在1000元以上,尚未解决的问题是如何经济地批量生产石墨烯用于电池和其他技术的超薄板。"

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