石墨烯电池的原理和应用 _电池

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由于石墨烯电池也是现在社会实际在研究制造的电池种类，下面我们一起来看看石墨烯电池的原理。

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石墨烯电池
石墨烯电池:奇迹还是幻觉？
稍微关注一下新技术的人都会知道石墨烯是什么，对这种材料的期望有多高。
自从1991年索尼发明锂离子电池以来，锂离子电池技术几乎像一条直线，有波，幅度不足。这个瓶颈在这里已经近15年了，摩尔定律被视为虚无，也就是说没有半分松动。
然后在2004年的某一天，石墨烯诞生了，帮助两位科学家获得了诺贝尔奖。接下来的日子里，各种炒作铺天盖地，最吸引人的是“石墨烯电池”的概念。
石墨烯电池(Graphene battery)是指利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量移动的特性而开发的新型电池。这个电池是新时代的奇迹，还是转瞬即逝的幻觉？

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“万能材料”应该破解耐力焦虑
石墨烯被称为“通用材料” ，在各大科技领域都有巨大的潜力。那么，在日益“烦躁”的电池行业，石墨烯电池是如何播下希望的种子的呢？
首先，我们来看看石墨烯电池的神奇之处。石墨烯电池的能量密度高达600Wh/kg ，是比亚迪磷酸铁锰锂电池能量密度的4倍(未经证实) 。换句话说，如果电动汽车要达到动力电池组设定的总能量，石墨烯电池的重量和体积只有普通动力电池的四分之一和二分之一(石墨烯电池本身的重量只有传统电池的一半) ，可以减轻车身重量或增加电池重量，从而摆脱“续航焦虑” 。
石墨烯电池除了能量密度的最大优势外，还有其他“杀手” 。其使用寿命是普通锂电池的两倍，制造成本降低77% 。
真正让这款神奇电池成为国际焦点的，是特斯拉汽车。去年年底，特斯拉发布了第一代跑车的升级版，两年前就停产了。它的续航里程高达644公里，而原Roadster的续航里程只有393公里。
巨大的进步背后一定有巨大的变化。特斯拉升级版Roadster电池续航时间长引起了人们的强烈好奇，人们纷纷猜测是否使用了高能量密度的石墨烯电池。但特斯拉官方宣称升级后的Roadster采用了改进后的锂电池，并在“石墨烯电池”这个话题上保持沉默。
充电5分钟跑1000公里“只是假新闻？”
另一家备受石墨烯电池关注的公司是西班牙的石墨烯纳米公司。该公司与科尔多瓦大学合作开发了世界上第一款石墨烯聚合物电池，并通过实验宣布石墨烯电池供电的电动车可行驶长达1000公里，充电时间甚至不需要8分钟！
这个消息震惊了当时的全球电动车行业。世界会以如此强硬的表现翻开新的篇章吗？
西方媒体报道称，这种“超级电池”将于2015年第一季度生产并投入使用，但现在第二季度已经结束，我们仍然没有看到这种“神圣的东西” 。结合国内专家的普遍看法，西班牙的“超级电池”不过是假新闻。不过目前推出的石墨烯电池有点悲哀。石墨烯在锂电池中的应用只有百分之几的添加剂，没有哪个企业能真正推出产品。

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超级电容比超级电池可靠多了？
什么是超级电容？超级电容器是一种电化学储能元件，不同于传统电容器，尤其不同于电池。又称双电层电容器，具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽、充放电电路简单、安全可靠等优点。
我们来仔细看看它和锂电池的区别。
(1)功率密度高，可达300W/kg~5000W/kg ，相当于锂电池的2~30倍；
(2)充放电时间短，充电10秒至10分钟可达到其额定容量的95%以上；
(2)循环寿命长，深度充放电循环次数超过50万次，是普通锂电池的500倍，即超级电容器每天充放电20次，仍可连续使用68年。原因是储能过程中没有化学反应，储能过程是可逆的，所以超级电容器可以重复充放电几十万次；