石墨烯是一种单层碳原子排列呈六边形蜂窝状结构的材料。而锂电池则是由一个或多个电化学池所组成的电池,其内部将锂离子插入和从正极和负极的材料中循环运动来存储和释放电能。
从构成上来说,石墨烯与锂电池是完全不同的化学和物理实体。而石墨烯的独特结构和材料特性,使其在电池行业中具有其特殊地位。
石墨烯可在电池正(负)极材料中掺入以提高锂离子电池容量和倍率性能。石墨烯材料具有极高的比表面积,以及优良的导电性、热扩散性和机械强度,可以在循环操作中减缓电极材料的氧化失活。此外,石墨烯的高机械强度和柔性使其具有超长的寿命。
因此,不同于锂电池常用的石墨材料,石墨烯能够使得电池性能提高,并延长电池的使用寿命。
作为新一代的材料,石墨烯具有很多杰出的特性,且仍然有待发掘。在电池领域,石墨烯的应用前景广阔。石墨烯电池不仅可以解决传统材料的性能短板,还可以引发一系列新的电池性能和应用。例如:在新能源汽车领域,石墨烯电池容量和速度都比传统锂离子电池更优秀,有可能成为新能源汽车发展方向的重要替代技术。
而锂电池则已经成为了现代移动设备和可穿戴技术的标配电池。虽然其性能已经远远超出了以前的电池,但由于其构成的限制以及对环境的影响,需要更加环保、安全、高性能的材料替代,石墨烯电池则有望成为锂电池的替代方向。
石墨烯作为新型材料,价格较高,而且难以量产。而锂离子电池作为一种成熟的技术,其成本相对较低,市场化程度高。
当今电池领域需要不断降低成本、提高产量。在此条件下,石墨烯电池的产业化将面临巨大的挑战,也需要不断进行技术创新和突破,才有可能在未来被广泛应用。