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                詳解〖石墨烯電池與超大喝一聲級電容器技術:來自未來的泡█沫?

                導讀: 其實石墨烯電池與超↓級電容器的技術之爭攻擊由來已久。同是熱門的前沿技術♀,同樣備受關註被放在趕路一起作對比在所難免。但這兩々項技術的缺點和優點一樣明顯,而且現在很嘴巴多相關的研究仍停留在實驗室∞階段,很容易讓人產Ψ生這是“未來的泡沫”的虛幻感。我們只能期盼有更多的∴實際運用。

                 

                一、石墨烯電池:奇跡還是虛幻?

                  大凡稍微關註新科技的人都會知道“石墨烯”是何物,也會知道這種材料被賦予了多高的期望。

                  而自打【索尼公司1991年發明鋰離子電池至今,鋰電池技術幾乎就像一條平直的線,波瀾有之,幅度不足。這個瓶「頸梗在這裏已近15年,視摩爾定律如無物,無半分※松動的意思。

                  然後在2004年的一天,石墨烯誕生,並助兩位科學家獲得諾貝爾獎。在接下來的日子裏,各種炒作鋪天蓋地,其中最吸引人的莫過於▆“石墨烯電池”的概念。

                  石墨烯電池是指在利用鋰離子在石地底墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性,開發出的一種新型的電ω池。那這種電池到底是帶來新時代的奇跡,還是曇花一現的虛幻呢?

                  “萬能材料”要破解續航焦慮

                  石墨烯被不知你萬節和云嶺峰此次前來是稱為“萬能材料”,在各大科技領域都具有不可小覷的潛力。那在日益“煩躁”的電池界,石墨烯電池是怎麽埋ω 下希望種子的呢?

                詳解石墨烯電池與超級⊙電容器技術:來自未話來的泡沫?

                  首先我們來了解一下石墨烯電池的魔力。石墨烯電池的能量密度高達600Wh/kg,這是前陣◆子鬧得紛紛揚揚的比亞迪磷酸鐵錳鋰電池(未證實)能量那巨大密度的4倍。換句話說,一輛電動汽車如果想達到設定的動力蓄電池組總能量,配備石墨烯電池的重量只需普通動力電池的八分之一即可(石墨烯電池本身的重量僅為傳統電池的一半),這樣可以減少車身的重量,抑或是︾增加電池重量,藉此達到擺脫“續航焦慮”的目的。

                  除了能量密度這個最大的優勢,石墨烯電池還有其它“殺手鐧”。它的使用壽命是普通鋰電池的卐兩倍,制造成本則比之降低了77%。

                  而真正讓這種魔性電池成為國際焦點的則是特斯拉汽車公司。去年年末,特斯拉發布了兩年前停產的第一代車型Roadster的升級版,其續航裏程高達644公裏,原版Roadster的續航裏程僅為393公裏),消息一出,滿座皆驚。

                詳解石墨烯電池king此言一出與超級電容器技術:來自未來的泡沫?

                  巨大進步背後必有重大改變。特斯拉升毫無疑問級版Roadster的超長續航引起了人們強烈的好奇,人們紛紛猜測是不是采用了高能量密度的石△墨烯電池?但特斯拉官方對外之宣稱升級版Roadster采用了改進的鋰電池,關於“石墨烯電池”的話題三緘其口。

                 

                “充電5分鐘跑1000公裏”只是假新聞?

                  另一個讓石墨烯電池備受關註的是西班牙Graphenano公司。該公司同西班牙←科爾瓦多大學合作研究出還有屠神劍在仙界世界首例石墨烯聚合材料電池,並通過實驗對外宣稱使用石墨烯電池作為動力的電動汽車最【多能行駛1000公裏,而其充電時間連8分鐘都不用!

                  這個消息當時震驚了全球的電動汽車行業,如此實力也會大有提升彪悍的性能,難道世界要翻開新的篇章了嗎?冷靜下來想想,充電不到8分↓鐘即可充滿,那需要多強的電流呢?我們以日產聆風做例子來計 嗯算一下,1度電大約能跑5公裏,換算成1000公裏則需耗電20kWh,以8分鐘充滿√計算,即每小時需充電150kWh,這相當於電池在高壓情況(500V)下需要300A的電流。能夠承受300A電流的電線,想想都覺得瘆的慌。

                  西方媒體曾報道稱,這款“超級電池”將於2015年第一季度◥生產上市使用,但如今第二季度已結束,我們仍未看到此“神物”的出現。結合國內專家普遍的觀點:西班牙的“超級電池”只是一條假新聞。而目前推出■的石墨烯電池說來有點心酸,石墨烯在鋰電池的應用只有百分之零點幾的添加劑,沒實力深不可測有一家企業能真正有產品推出來。

                  二、寄望石墨烯還不如期待“超級電容器”

                  超級電容器比超級電池靠譜多①了

                  什麽是超級電容呢?超ㄨ級電容是一種儲能用的電化學元件,與傳統電容器有異,與盯著電池更是相去甚遠。它又叫雙電層電容器,具有許多優點】】:功率密度高、充放電時間短、循環壽命長、工作溫度範圍■寬、充放電線◎路簡單、安全可靠等。

                詳解石墨烯電池與超級電容器技術:來自未來的泡沫?

                  下面我們來身形旋轉個不停仔細看看它和鋰電池之間的差別。

                  (1)功率密度高,可達300W/kg~5000W/kg,這相當〗於鋰電池的2~30倍;

                  (2)充放電時間短,充電10秒~10分鐘可達一聲哈哈大笑之聲憑空響起到其額定容量的95%以上;

                  (2)循環使用壽命長,深度充放電不甘可循環使用次數超過50萬次,這是々普通鋰電池的500倍,即如果對超級電容每天充放電20次,仍可@ 連續使用68年。究其原因,其在儲能的過程中不發生化學反應,儲能過程是可逆的,所以超級電容器可以反復充放電數十萬次;

                  (4)工作溫度範圍■寬,超低溫特性好,溫度範圍寬手中-40℃~+70℃,這是“嬌生慣養”的鋰電池無法適應的;

                  (5)充放電線◎路簡單,無需充電電池那ㄨ樣的充電電路;

                  (6)安全系數高,長期使用免維≡護,不會出現爆炸和著火等問題。

                  這樣的優點比之石墨烯超級電池也是不遑多讓,且目前已有超級電容公交車亮過相,自是比後者又多了〇一層現實的質感。在新活著最重要能源汽車界,人們對超級電容器抱以極大的期待。

                  缺點無法忽視 但現→實讓人振奮

                  說了這麽多,全是超級電▂容器的優點。但好比一個硬幣有兩面,超級電容器也有著無法忽視的缺點。

                  超級電容器的安裝位置有講究,不合理的話很容易引起電解質泄露等問題,破壞▲電容器的結構性能;雖說超級電容器的充放電電路簡單,但僅限於直流電路的使用,其內阻比較大,不適合交流電路的運行要求;然後由於超級電容器是新♀一代高科技產品,價格相對較高,充電◥一次只夠電動汽車行駛幾公裏,每千瓦時的蓄能產品價格卻是電池的近10倍,實際運行的成本投入會盯著很大。這幾個問題是超級電容器在電動汽車應用上難以大量推廣、單獨使用的♀瓶頸。

                詳解石墨烯電池與超級電容器技術:來自未來的泡沫?
                你能想象出一輛公交車跑一個站然後就要充電∮一次的情形嗎?這種情況下,我們需要在公交︼車沿線設立許多充電裝置(幸好超級電容充電快,乘客上下車時間就可以把電充好)。

                  在2010年的上海世博會也進行了試驗運行。湖南長沙的中上汽車在超級電容開發上已經∮達到新的高度,目前作為示範應用的容量能達到15萬法拉,這種我們先進超級電容的公共車輛一次最長可以行駛20公裏左右,充電時間僅需3分鐘看來這戰狂估計是得到了《戰武真經》左右就可充好。

                  在第六屆國際電池工業展覽會上◥,上海奧威科技開發有限公司也展示了◢一款新型超級電容,能量密度較普通超級電容提高了50%以上,而在功率上略有降低,更適合搭載在公交車上,使原本需要頻繁充電的超級電容╱公交車可以一次性跑20公裏。

                  這樣看來,超級電容器比石墨烯 天崩地裂電池更像“續航焦慮”的破局者。

                  三、市場分析與展望

                  目前,超級電容器已經作為儲能部絕對不會件被應用,其使用效果』顯著,但主要發揮的還是配角作用。因為在短期內,超級電容器有其局限性,除電動公交外,它還不能作為普遍、獨立的車用儲能電源。

                  在今年5月份財政部∏等多部委正式發布的《關於完善城市公交車成品油價格補助政策加快新能源汽車推廣應用的通知》規定可獲悉,10米以上鋰電公交車▽每輛每年最多補8萬元,而同樣的超級電容公交車每輛每年僅補助2萬元,以每輛車運營8年計算,一輛↙車就有48萬硬著頭皮元的補貼差距。國家似乎一直都認為超級電容器的研發是“另類的”。但超級電容車只是剛剛起步,一切自有市場的選擇做決∑定,國家補助倒是其次的。

                  與超級電容不一而是火焰靈力樣,石墨烯獲得了國家極大的重視,也有很多機構在研究這種“二維材料”。但這些研究顯然是零▲散的,國家需要做的就是將它們全部劃分然後整合。這樣,“2015年量產石墨◣烯”倒成了期待,這對於超級電池也是一個好消息,我們且期待2015剩余的半年。

                  寫在最後

                  其實石墨烯電池與超級電容器的技術之爭由來已久。同是熱門的前沿技術,同樣備受關註被放在一起作對比在所難免。但這兩々項技術的缺點和優點一樣明顯,而且現在很多相關的研究仍停留在實驗室階身形段,很容易讓人產Ψ生這是“未來的泡沫”的虛幻感。我們只能期盼有更多的∴實際運用,比如特斯拉升級版Roadster的電池。