鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:858次 | 2018年11月22日
簡(jiǎn)述石墨烯的真正應(yīng)用前景
未來(lái)石墨烯在鋰離子電池上的應(yīng)用前景艱難。相比于鋰離子電池,石墨烯在超級(jí)電容器尤其是微型超級(jí)電容器方面的應(yīng)用前景似乎稍微靠譜一點(diǎn)點(diǎn),但是我們?nèi)匀灰獙?duì)一些學(xué)術(shù)界的炒作保持警惕。
其實(shí),看了很多這些所謂的“學(xué)術(shù)突破”,你會(huì)發(fā)現(xiàn)很多教授在其paper里有意無(wú)意地混淆了一些基本概念。目前商品化的活性炭超級(jí)電容器能量密度一般在7-8Wh/kg,這是指的是包含所有部件的整個(gè)超級(jí)電容器的器件能量密度。而教授們提到的突破一般是指材料的能量密度,所以實(shí)際中的石墨烯超電遠(yuǎn)沒(méi)有論文中提到的那么好。
相對(duì)而言,微型超級(jí)電容器的成本要求并沒(méi)有普通電容器那么嚴(yán)格,以石墨烯復(fù)合材料作為電化學(xué)活性材料,并選擇合適的離子液體電解液,有可能實(shí)現(xiàn)制備兼具傳統(tǒng)電容器和鋰離子電池雙重優(yōu)勢(shì)的儲(chǔ)能器件,在微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)這樣的小眾領(lǐng)域可能(僅僅只是可能)會(huì)有一定的應(yīng)用價(jià)值。
當(dāng)前關(guān)于石墨烯電池的新聞?dòng)泻芏?,比如?guó)內(nèi)首個(gè)石墨烯手機(jī)用的石墨烯電池。筆者首先找到的是2014年據(jù)Tesla創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官ElonMusk表示,特斯拉準(zhǔn)備將ModelS、即將面世的ModelX跨界車以及平價(jià)電動(dòng)車型Model3的性能再度升級(jí)。“我們汽車的續(xù)航里程將有可能突破500英里。實(shí)際上,我們的開(kāi)發(fā)進(jìn)度非???,但是汽車價(jià)格可能會(huì)隨之提升。不久的將來(lái),特斯拉電動(dòng)車的續(xù)駛里程有望再度提升”。他在接受英國(guó)汽車周刊《AutoExpress》的采訪時(shí)說(shuō)道。
Musk并沒(méi)有透露這個(gè)計(jì)劃的細(xì)節(jié),但是根據(jù)眾多媒體的報(bào)道,用石墨烯制造的“超級(jí)電池”有可能是特斯拉實(shí)現(xiàn)該計(jì)劃的關(guān)鍵。筆者查找了幾個(gè)國(guó)外相關(guān)報(bào)道,無(wú)一例外地都說(shuō)消息源自中國(guó)媒體報(bào)道。事實(shí)很明顯,Musk壓根沒(méi)有說(shuō)過(guò)用石墨烯或者石墨烯電池,中國(guó)的媒體人杜撰了特斯拉使用“石墨烯電池”作為下一代電動(dòng)汽車電池的新聞報(bào)道。
另外一個(gè)就是西班牙的石墨烯電池。西班牙人宣稱,一個(gè)鋰電池(以最先進(jìn)的為準(zhǔn))的比能量數(shù)值為180Wh/kg,而一個(gè)石墨烯電池的比能量則超過(guò)600Wh/kg。也就是說(shuō),它的儲(chǔ)電量是目前市場(chǎng)上最好的產(chǎn)品的三倍。這種電池的壽命也很長(zhǎng),它的使用壽命是傳統(tǒng)鎳氫電池的四倍,是鋰離子電池的兩倍。用它來(lái)提供電力的電動(dòng)車最多能行駛1000千米。而將它充滿電只需要不到八分鐘的時(shí)間。
但是,目前沒(méi)有人真正見(jiàn)識(shí)過(guò)這個(gè)公司的產(chǎn)品,即使相關(guān)基本參數(shù)比如充放電曲線、中值電壓等也無(wú)法查找到。筆者根據(jù)自己多年的鋰電知識(shí)判斷,這樣的電池性能是不可能達(dá)到的,如果該電池仍然采用普通鋰離子電池的嵌入式反應(yīng)原理的話。另外,假如這是一種用了石墨烯的二次空氣電池,那么它顯然也不能被稱作“石墨烯電池”。至于這個(gè)西班牙石墨烯電池到底是真是假,即“仁者見(jiàn)仁智者見(jiàn)智”了。