石墨烯電池與鋰電池優劣分析

石墨烯電池與鋰電池區別

一、原理不同

鋰離子電池:鋰離子電池的的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經過電解液運動到負極。作為負極的碳呈層狀結構,達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。同樣,回正極的鋰離子越多,放電容量越高。

石墨烯電池:石墨烯電池的原理是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性,利用環境熱量自行充電的。

二、製造不同

鋰離子電池:鋰離子電池的製造過程包括製漿、塗膜、裝配和化成等工藝。

石墨烯電池:石墨烯電池的製造過程包括化學氣相沉積等工藝。

三、原料不同

鋰離子電池:鋰離子電池的原料包括鈷酸鋰LiCoO2 、三元材料Ni+Mn+Co、錳酸鋰LiMn2O4加導電劑和粘合劑。

石墨烯電池:石墨烯電池的原料包括石墨烯材料和電極材料。

石墨烯電池優點

1)儲電量是目前市場最好產品的三倍。一個鋰電池(以最先進的為準)的比能量數值為180wh/kg,而一個石墨烯電池的比能量則超過600whkg。

2)用此電池提供電力的電動車最多能行駛1000公里,而其充電時間不到8分鐘。

3)使用壽命長。其使用壽命是傳統氫化電池的四倍,是鋰電池的兩倍。

4)重量輕。石墨烯的特性使得電池的重量可以減少為傳統電池的一半,這樣可以提高裝載該電池的機器的效率。

5)石墨烯相比於傳統的電池有著更大更多的優勢,在使用壽命上,它的使用壽命是鋰電池的兩倍,是氫化電池的四倍。

6)更快的充電速度,並且在高溫下也比鋰電池更為耐用。

鋰電池優點

1)能量密度高,其體積能量密度和質量能量密度分別可達450W.h/dm3和150W.h/kg,而且還在不斷提高。

2)平均輸出電壓高(約3.6V),為Ni-Cd、Ni-l電池的3倍。

3)輸出功率大。

4)自放電小,每月10%以下,不到Ni-Cd、Ni-Ml的一半。

5)沒有Ni-Cd、Ni-MH電池一樣的記憶效應,循環性能優越。

6)可快速充放電,1C充電時容量可達標稱容量的80%以上。

7)充電效率高,第1次循環後基本上為100%。

8)工作溫度範圍寬,-30~+45℃,隨著電解質和正極的改進,期望能拓寬到

-40~+70℃,低溫有可能拓展到-60℃。

9)無需維修。

10)對環境較為“友好”,稱為綠色電池。

11)使用壽命長,100%DOD充放電可達900次以上;當採用淺深度(30%DOD)充放電時,循環次數已經超過了5000次。


重點:差別在於電極所能承受的高溫差異很大,因此,石墨烯電池可以使用快速充電,不怕電極高溫,而鋰電池這不行。


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