石墨烯电池的组成?石墨烯是超级电容器行业的选择

新能源电池材料 2020-03-20 3 0

石墨烯


石墨烯超级电容器行业的选择

石墨烯超级电容器具有优异的储能性能,因此在能源、汽车、信息技术等多领域使用,并从目前的发展趋势来看,未来将向交通运输、新能源领域(风能、太阳能发电智能并网等)扩大。

石墨烯理论比表面积2630m2/g,高于碳纳米管等其他碳材料。它结构完美,其外露的表面可以被电解液充分地浸润和利用,具有高的比容量,并适合于大电流快速充放电;它物理化学性质稳定,能在高工作电压下保持结构稳定;同时它具有优异的导电性能,可以促进离子/电子快速传递,降低内阻,提高超级电容器的循环稳定性。尽管当前石墨烯价格相对较高,但是随着制备技术的不断成熟,未来其价格会逐渐降低。

因此,石墨烯被认为是高电压、高容量、高功率超级电容器电极材料的选择之一。


石墨烯+锂电池≠石墨烯电池

我们知道,锂电池由正极、负极、隔膜、电解液四大材料构成,目前主要应用的负极材料为石墨。而石墨烯是从石墨中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度(0.35纳米)的二维晶体,各项性能优于石墨,具有极强导电性、超高强度、高韧性、较高导热性能等,被誉为“新材料之王”。人们希望其取代石墨充当电池负极,或者用于锂电池其他关键材料,以期将锂电池的能量密度和功率密度大幅提高。

目前,很多人将含有石墨烯材料的电池称为“石墨烯电池”。“其实,称这些电池为石墨烯电池并不十分科学和严谨,并且这个概念也不符合行业命名原则,非行业共识。”教育部长江学者、国家杰出青年科学基金获得者、天津大学化工学院教授杨全红在接受科技日报记者采访时指出,石墨烯因其独特的物理化学性质,已经在锂电池中展示出巨大的应用潜力。但是,作为一种碳纳米材料,石墨烯之于锂电池并未超出目前常用碳材料的作用范畴。虽然目前科技论文、企业产品等关于石墨烯提升锂电池性能的消息屡见不鲜,但其核心储能机理并未因石墨烯的加入而改变,因此将添加了石墨烯的锂电池称为石墨烯电池并不恰当。

此外,从专业的角度,电池即便以关键材料命名,也一般遵循“正极—负极活性材料”的规则,锂电池的充放电,由锂离子在正、负极材料中的嵌入和脱出来完成。因此,如果命名为石墨烯电池,则石墨烯应该是主要的电极材料,但现在石墨烯类似添加剂,在电池中的主要作用是提高电极的导电性或者导热/散热特性,并不是电池正负极的活性材料。因此并不能将这样的电池命名为石墨烯电池,而将之称为石墨烯基锂电池则更准确。"" "

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