石墨烯电池——为何迟迟不能成功?

来源:钜大LARGE    2017-11-09    点击量: 207
      早在很久之前,石墨烯就被提出来可以在锂离子电池中使用,主要是作为导电剂,另外,作为负极电极嵌锂材料。其实在这两个领域,石墨烯并不具备特别的优势,石墨烯也一直在和传统的导电炭黑/石墨竞争。因此,石墨烯用在锂离子电池中并不像人们所看好的那样。
      一、成本问题
      传统导电炭黑和石墨都是论吨卖的(一吨几万元),论克卖的石墨烯哪天能降到这个价?即使按照某些媒体报道的石墨烯降低到3元/克,换算成吨也要300万元/吨。要知道,现在锂电池用的各种材料,都是一吨几万十万左右的东西,而且天天承受着社会各界要求降价的压力,用石墨烯替代完全不现实。
      二、石墨烯做负极
      如果石墨烯做负极,那么它就取代了理论容量360mAh/g的石墨,二石墨烯在理论上最多是石墨负极两倍的容量(720mAh/g),首次效率低的吓人,性能受表面状态影响极大。这样一来,比石墨烯更加好的材料还有很多。比如:硅。硅负极这两年受到了各大锂电池厂商的重视,其中领军企业松下的4Ah18650电池就已经开始使用硅/碳复合材料负极,只是目前硅负极材料的循环寿命还不是足够的理想,因此还主要针对消费电子市场用途。所以说:石墨烯就是成本低了也不是硅负极的对手。
      三、工艺特性不兼容
      就是石墨烯比表面积过大,会对现有锂电池的分散均浆等工序带来一大堆工艺问题。如果电池厂调工艺会累死,又没有性能指标突破性进步带来的足够的利润空间驱动,谁愿意上这个技术?石墨烯表面特性受化学状态影响巨大,批次稳定性,循环寿命等等都有很多问题,目前来看无法满足锂电池生产的一堆细致的要求。
      虽然经过几年的发展,技术有了一定的进步,但是从目前的情况看,石墨烯材料想应用到电池中,问题重重,困难不小。尺有所短,寸有所长,一种材料肯定有其最适合发挥作用的领域,一味地指望它全能可以解决所有技术问题的想法既不科学,也不现实。因此,作为工业技术,石墨烯看起来还有许多未能克服的困难。


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