石墨烯電池

提起電動(dòng)車(chē)電池，大家耳熟能詳?shù)臒o(wú)外乎這三種電池，鉛酸電池、鋰電池以及近幾年比較火的石墨烯電池。那么，你認(rèn)為當(dāng)新國(guó)標(biāo)正式實(shí)施后，未來(lái)電動(dòng)車(chē)會(huì)選擇哪種電池？對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，我們先來(lái)看看每種電池的特點(diǎn)。

鉛酸電池主要由管式正極板、負(fù)極板、電解液、隔板、電池槽、電池蓋、極柱、注液蓋等組成。其電極是由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成，電解液是硫酸的水溶液。主要優(yōu)點(diǎn)是電壓穩(wěn)定、價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是比能低、使用壽命相對(duì)較短和需要經(jīng)常維護(hù)。不可否認(rèn)，以目前市場(chǎng)來(lái)看，鉛酸電池占據(jù)著主導(dǎo)地位。

一般來(lái)說(shuō)，鋰離子電池主要包括正極、負(fù)極、隔膜和電解液四個(gè)組成部分。正極材料一般都是一些富鋰的層狀化合物，目前常見(jiàn)的商用正極材料主要有鈷酸鋰（LiCoO2）、錳酸鋰（LiMn2O4）、磷酸鐵鋰（LiFePO4）以及三元材料（LiMnxCo1-x-yNiyO2）等。與鉛酸電池相比，鋰電池相對(duì)輕巧，攜帶方便，能量密度更高，而壽命相對(duì)要長(zhǎng)很多，但是價(jià)格更貴，穩(wěn)定性差。

所謂的石墨烯電池，可以理解為我們平時(shí)說(shuō)的黑金電池，其是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性，開(kāi)發(fā)出的一種新能源電池。作為目前最薄、最堅(jiān)硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料。同時(shí)，石墨烯聚合材料電池的重量?jī)H為傳統(tǒng)電池50%，成本將比鋰電池低77%。從性能來(lái)看，全石墨烯鋰電池充電一次，耗時(shí)也不超過(guò)10分鐘。（一般行業(yè)都是直接將電極摻雜的石墨烯的石墨基儲(chǔ)能材料直接統(tǒng)稱(chēng)為石墨烯電池，并非全石墨烯）

從特點(diǎn)來(lái)看，石墨烯電池的綜合性能是最好的，但是為什么沒(méi)有成為主導(dǎo)呢？石墨烯在電池上的應(yīng)用，主要是和硅結(jié)合在電池負(fù)極里面代替原來(lái)的石墨，這樣可以提升電池的整體容量和充電速度，但性能提升效果有限。另一方面雖然目前，很多企業(yè)都推出過(guò)黑金電池，但是大多在這一領(lǐng)域處于探索的階段，而其價(jià)格又相對(duì)較高，所以這也是其得不到重大應(yīng)用的原因之一。另外，石墨烯污染較為嚴(yán)重，墨烯生產(chǎn)需要用到大量的硫酸，處理也很麻煩。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，第一，價(jià)格；第二，技術(shù)；第三，處理麻煩。

我們?cè)倏葱聡?guó)標(biāo)的出臺(tái)，其對(duì)電動(dòng)自行車(chē)速度、重量等都有明確的規(guī)定，這意味著大型鉛酸電池將逐漸失去市場(chǎng)，而小型鉛酸電池短時(shí)間內(nèi)會(huì)迎來(lái)一定的發(fā)展。但隨著環(huán)保整頓的推進(jìn)，鉛酸電池還會(huì)出現(xiàn)向鋰電池過(guò)渡的情況，而鋰電車(chē)必然會(huì)迎來(lái)一波爆發(fā)期。又有人會(huì)說(shuō)了，石墨烯電池呢？雖然石墨烯電池?fù)碛泻芏嚆U酸電池和鋰電池沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，但是，其想成為主導(dǎo)，其技術(shù)必須得到突破性的發(fā)展。因此，我個(gè)人更看好小型鉛酸電池和鋰電池在未來(lái)新國(guó)標(biāo)電動(dòng)車(chē)上的應(yīng)用。

石墨烯電池

雖然現(xiàn)有的智能手機(jī)快速充電技術(shù)已經(jīng)可以大幅縮短充電時(shí)間，但技術(shù)公司Dongxu Optoelectronics最近所展示的電池技術(shù)卻更讓人驚嘆，因?yàn)樗軌虬殉潆姇r(shí)間進(jìn)一步降低至15分鐘以?xún)?nèi)。

這家公司號(hào)稱(chēng)研發(fā)出了世界上首款石墨烯電池，名叫G-King。它的容量達(dá)到4800mAh，相比大多數(shù)智能手機(jī)的容量都要高，更加接近小尺寸平板或便攜筆記本，比如11英寸MacBook Air。根據(jù)介紹，這塊電池在13-15分鐘的時(shí)間內(nèi)就能充滿(mǎn)電，它的充放電壽命達(dá)到3500次，是傳統(tǒng)鋰電池的7倍。

很顯然，石墨烯是G-King所有特色的基礎(chǔ)。這種神奇的材料號(hào)稱(chēng)有能力對(duì)電池技術(shù)帶來(lái)革命性發(fā)展。除了制作出更效率的電池，石墨烯還能用來(lái)制作柔性顯示屏，或是改良心率/指紋傳感器。

值得注意的是，這塊電池還并沒(méi)有準(zhǔn)備好被應(yīng)用在實(shí)際的電子設(shè)備當(dāng)中，制作公司也并未給出具體的時(shí)間計(jì)劃。