近幾年來(lái)，世界各國(guó)范圍的金屬空氣電池研究一直都沒(méi)能停下來(lái)腳步，但其產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨著眾多技術(shù)瓶頸期，例如，電極功率密度尚需提高、無(wú)法滿足高功率輸出與陽(yáng)極利用率不高等。下邊我們一起來(lái)看看石墨烯鋰電池研制成功這則消息。

據(jù)中國(guó)新聞網(wǎng)12月20日消息，超級(jí)電容器，是介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的一種電化學(xué)儲(chǔ)能裝置。主要是因?yàn)榫哂泄β拭芏雀?、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全靠譜等特點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)大量應(yīng)用于混合電動(dòng)汽車、大功率輸入設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。殊不知，超級(jí)電容器并非“完美”，其關(guān)鍵問(wèn)題在于，能量密度低。如何讓超級(jí)電容器具有高功率、高能量，一直以來(lái)科學(xué)家們并沒(méi)能找到理想材料。

黃富強(qiáng)詳細(xì)介紹，與傳統(tǒng)電極材料相比，石墨烯有四大突出優(yōu)勢(shì)：其一，高比表面積更加有利于產(chǎn)生高能量密度;第二，超高導(dǎo)電性更加有利于保持高功率密度;第三，化學(xué)結(jié)構(gòu)豐富更加有利于引入贗電容，提高能量密度;最后，特殊的電子結(jié)構(gòu)更加有利于優(yōu)化結(jié)構(gòu)與使用性能關(guān)系。

根據(jù)反復(fù)試驗(yàn)、設(shè)計(jì)、合成，黃富強(qiáng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，氮摻雜有序介孔石墨烯的使用性能表現(xiàn)最佳。不僅能實(shí)現(xiàn)高能量密度、高功率密度，而且還可以根據(jù)使用水基電解液，做到無(wú)毒、環(huán)保、價(jià)格低廉、安全靠譜。

石墨烯電池的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

1、儲(chǔ)電量是現(xiàn)階段市場(chǎng)最好產(chǎn)品的三倍。一個(gè)鋰電池(以最先進(jìn)的為準(zhǔn))的比能量數(shù)值為180wh/kg，而一個(gè)石墨烯電池的比能量則超過(guò)600wh/kg。

2、用此電池保證電力的電動(dòng)車最多能行駛1000公里，而其充電時(shí)間不到8分鐘。

3、使用期限長(zhǎng)。其使用期限是傳統(tǒng)方式氫化電池的四倍，是18650鋰電池的兩倍。

4、重量較輕。石墨烯的特性使得電池的重量可以減少為傳統(tǒng)方式電池的一半，這樣可以提高裝載該電池的機(jī)器的效率。

5、產(chǎn)品成本低。生產(chǎn)這種電池的公司表示，它的成本將比鋰電池低77%。穩(wěn)定型高，電池壽命長(zhǎng)，充電速度比較快;

缺點(diǎn)：

傳統(tǒng)方式導(dǎo)電碳/石墨很便宜，都是論噸賣的，而石墨烯太貴。一克上千的價(jià)格，這不是一般企業(yè)能夠承受得了的。而數(shù)年前，石墨烯的價(jià)格曾高達(dá)每克5000元，遠(yuǎn)超黃金價(jià)格，一般消費(fèi)者也難以承受，這便是石墨烯電池的缺點(diǎn)。