石墨烯超级电容器的优缺点及电池原理

新能源电池材料 2020-03-17 2 0

石墨烯


什么是石墨烯电池

石墨烯电池,利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。新型石墨烯电池实验阶段的成功,无疑将成为电池产业的一个新的发展点。电池技术是电动汽车大力推广和发展的很大门槛,而电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段,石墨烯储能设备的研制成功后,若能批量生产,则将为电池产业乃至电动车产业带来新的变革。

石墨烯电池的原理:

铜离子具有双重正电荷,穿过溶液的速度约每秒300米,因为溶液在室温下的热能量。当离子猛烈撞入石墨烯带时,碰撞会产生足够的能量,使不在原位的电子离开石墨烯。电子有两种选择:可以离开石墨烯带,和铜离子结合,也可以穿过石墨烯,进入电路。流动的电子在石墨烯中更快,超过它穿过溶液的速度,所以电子自然会选择路径,穿过电路。正是这一点点亮了LED灯“释放的电子更倾向于穿过石墨烯表面,而不是进入电解液。设备就是这样产生电压的。


石墨烯超级电容器的优缺点:

1、石墨烯超级电容器其主要具备使用寿命长、充电时间短、可显示存电量、材料无限、低温性能良好等优点。因此,被人们在新能源汽车的应用中赋予了较大期待。

2、石墨烯超级电容器与锂离子电池相比,其储能的过程并不发生化学反应,所以能够快充快放,功率高出电池十倍;低温性能良好;循环使用寿命长达百万次,是石墨烯锂离子电池的几百倍。虽然价格通常要比同等蓄电量的锂离子电池高出约10倍,但长循环寿命足以弥补价格高的问题。

3、但同时,石墨烯超级电容器也存在重量和体积的比能量低、价格贵的缺点。目前的超级电容器充电一次只够电动汽车行驶几公里,每千瓦时的蓄能产品价格却是电池的近10倍。这两大问题是超级电容器在电动汽车应用上难以大量推广、单独使用的瓶颈。"

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