石墨烯電池和锂電池哪個更好？

TIME: 2020-01-11 锂電池百科

從試驗室的理論上來說石墨稀電池的表現是比锂電池要好很多，特別是電池的動力特性、電容量、壽命等方面，但是目前石墨稀還沒達到實用化階段，離大批量生産還有很長的路要走。這就是爲啥石墨烯電池前幾年在電池行業比較火熱，但最終沈寂了，市場主流電池還是锂電池，石墨烯電池和锂電池哪個更好，要從各自自身的材料特性和市場應用方面的優缺點做對比，區分出什麽情況下它們的好壞。

1、石墨烯電池優缺點

石墨烯電池：石墨烯電池，是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個原子層厚度的准二維材料，所以又叫做單原子層石墨。利用锂離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發出的一種新能源電池。由于高導電性、高強度、超輕薄等特性，石墨烯在航天特種領域的應用優勢也是極爲突出的。

（1）石墨烯電池優點：

1）儲電量是目前市場最好産品的三倍。一個锂電池（以最先進的爲准）的比能量數值爲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公裏，而其充電時間不到8分鍾。

3）使用壽命長。其使用壽命是傳統氫化電池的四倍，是锂電池的兩倍。

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

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

6）更快的充電速度，並且在高溫下也比锂電池更爲耐用。

（2）石墨烯電池缺點：

1）目前石墨稀還沒達到實用化階段，離大批量生産還有很長的路要走。

2）市場上這些石墨烯電池也不是純石墨烯電池，他只是在锂電池的基礎上摻雜了一些石墨烯的相關的技術，與傳統的锂電池相比，它帶來的性能提升也僅僅只有那麽一點點。再加上石墨烯的成本十分的高昂，它的制造工藝也非常的高，石墨烯電池的制作工藝仍然不夠成熟，目前僅處于實驗室階段的它無法達到量産的地步。

3）工藝特性不兼容。就是石墨烯比表面積過大，會對現有锂離子電池的分散均漿等工序帶來一大堆工藝問題。如果電池廠調工藝會累死，又沒有性能指標突破性進步帶來的足夠的利潤空間驅動，誰願意上這個技術？石墨烯表面特性受化學狀態影響巨大，批次穩定性，循環壽命等等都有很多問題，目前來看無法滿足锂電池生産的一堆細致的要求。

2、锂電池優缺點

（1）锂電池優點

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），爲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次循環後基本上爲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）對環境較爲“友好”，稱爲綠色電池。

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

（2）锂電池缺點

1）成本高，主要是正极材料LiC002的价格高，随着正极技术的不断发展，可以采用LiMn204、LiFeP04等为正极，从而有望大大降低锂離子電池的成本；

2）必須有特殊的保護電路，以防止過充或過放；

3）与普通电池的相容性差，因为一般要在用3节普通电池（3.6V）的情况下才能用锂離子電池进行替代。

總結：通過上面的的條件對比，就目前的情況來看，從研發技術成熟程度，制造成本和市場經濟效益來看，锂電池要比石墨烯電池更有優勢。

石墨烯电池为何没有取代锂離子電池？

石墨烯電池強度最高、韌性最好、並且還有質量輕、導電性優良的特點。早在幾年前，華爲就宣布了他的一項快充的技術，將3000毫安時的石墨烯電池進行充電僅僅只要五分鍾就可以洋溢接近一半的電量。可見石墨烯電池不僅適用于新能源汽車，在我們的手機範疇也可以得到廣泛的使用，但是這僅僅只是處于試驗階段，距離在市場上得到使用還要很長的路要走。

石墨烯相比于传统的电池有着更大更多的优点，在使用寿命上，它的使用寿命是锂離子電池的两倍，是氢化电池的四倍。在重量上，它的重量大概惟有传统电池的一半。在充电的速率方面。石墨烯电池可以提高几十倍甚至上百倍。
其实我们市场上并非没有石墨烯电池的产品，比如说在一些高端的医疗设备方面。但是这些石墨烯电池也不是我们所期待的纯石墨烯电池，他只是在锂離子電池的基础上掺杂了一些石墨烯的相关的技术，与传统的锂離子電池相比，它带来的性能提升也仅仅惟有那么一点点。再加上石墨烯的成本十分的高昂，它的制造工艺也非常的高，几乎想要达到量产的阶段，还要很大的一步路要走。如此高额的成本，再加上性能提升的幅度，一些厂商自然就对石墨烯电池不感兴致了。

就目前来看，石墨烯的电池仍旧很不成熟并没有表现出相关于锂離子電池的重大优点，所以锂離子電池要被取代的时代，可能不会那么早到来。

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