南京泰州9月底有什么展会？
时间：2023年09月06日~09月08日
石墨烯电池为什么没有取代锂电池成为电动车的电池？
我认为石墨烯可以大量代替汽车的钢材等，使汽车减轻重量也是减少能量消耗的重要途径。至于用石墨烯代替锂电池等，恐怕行不通，蓄电与放电是氧化还原的两个逆过程，石墨烯是很稳定的材料，根本没有这种特性，我看这是专牛角尖罢了。如果能搞出石墨烯电池的话，科学家们用十多年的时间研究，应该能够量产了，如果发现石墨烯有锂电池等的类似功能，可能在中国24就能够量产了，请不要有太多的期望，期望越大失望就越大。
石墨烯电池技术汽车的出现，很大程度上会大大缓解纯电动汽车的所带来的充电时间问题以及满电状态下的行驶里程焦虑！
不过目前市面上宣称的“石墨烯电池”是一个不准确的概念，准确的讲基本上都是在材料中加入一点石墨烯，以提高锂电池的部分性能，可以叫为石墨烯基锂离子电池。
这一技术的最大特点就是能够大幅提高电池的热稳定性和使用寿命，要知道之前的锂电池在高温下工作不仅效率低，而且会极大地降低寿命。
石墨烯，是由碳原子组成的单原子层平面薄膜，是目前世界上已知的最轻薄、最坚硬的纳米材料，因为只有一层原子，电子的运动被限制在一个平面上，使石墨烯成为了世界上导电性最好的材料。
目前，几乎所有的商品锂离子电池都***用石墨类负极材料，在负极性能相似的情况下，锂离子电池的性能很大程度上取决于正极材料。由此可见，石墨烯在锂离子电池里面可能发挥作用的领域只有两个：直接用于负极材料和用于导电添加剂。
但是使用石墨烯作为导电剂成本比普通的炭黑高很多，锂电池的成本是关键的控制因素，不降低原材料的成本，即使石墨烯电学性能再好，一吨几十万的成本消耗电池厂家也用不起。
首先，来聊聊这个问题存在的误区。我身边有好多课题组在做锂电和石墨烯的相关研究，为了详细的回答这个问题，今天午饭还特意跟相关领域的科研人员讨论了这个话题，现在来为大家详细的解答一下这个问题。首先纠正一下各位汽车达人的错误之处主要在于没有对掺杂石墨烯电池和全石墨烯电池进行区分，而两者的区别无论在工艺还是价格上都是天壤之别的。在科研界，全石墨烯电池的研究人员也并不多，至于为什么大家也不难想象了。除了，现在的热点锂离子电池，石墨烯作为电极材料应用在储能材料上的例子比比皆是，例铝离子电池也广泛的应用了石墨烯材料（Advanced,Energy Materials, 2017, 1700051. Advanced Materials, 2017, 29, 1605958,etc),钠离子电池（Journal of Materials Chemistry，2017,3179）等等，总觉得什么材料大家都想用石墨烯掺杂一下看看性能。以至于业界，直接将电极掺杂的石墨烯的石墨基储能材料直接统称为石墨烯电池，其实这种称谓是有一定的误导性的，因为石墨烯并未电池材料的主体。
其实经典的电化学命名规则，充电电池的命名应该是正极在前、负极在后，这样该电池体系应该命名为“氧化钻锂-石墨充电电池”。但大家可以发现名字太难记了，由于充放电过程是通过锂离子的移动实现的，日本人便将其命名为“锂离子电池”，简称为“锂电”。
一般来说，锂离子电池主要包括正极、负极、隔膜和电解液四个组成部分。正极材料一般都是一些富锂的层状化合物，目前常见的商用正极材料主要有钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、磷酸铁锂（LiFePO4）以及三元材料（LiMnxCo1-x-yNiyO2）等；而负极材料则主要是一些具有嵌锂电位的单质或者化合物，大致主要可以分为碳类负极材料和非碳类负极材料；隔膜主要是用来防止正负极的直接接触而导致短路，一般为不导电的高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜，如PP、PE、PP/PE、PP/PE/PP 等，它具有一定的孔径和孔隙率，保证低电阻和高离子电导率。电解液是锂离子在电池正负极传输的载体，电解质溶液通常使用的电解质是LiPF6，LiClO4 等，溶剂主要有 EC、DMC、PC和ClMC等。
锂离子电池充电时，Li+从正极的富锂层状化合物中脱出，通过电解液，透过隔膜嵌入到负极材料中，这时负极变成了富锂状态，正极为贫锂状态；而放电的过程则相反，Li+首先从负极材料中脱出，经由电解液再返回到正极，此时电子经外电路从负极流向正极，从而使整个充放电过程中的电荷达到守恒。由于Li+可以在正负极材料中反复地嵌入与脱出，使锂电池可以被循环使用；而且如果用一些石墨类的负极材料代替了金属锂，可以避免了锂枝晶的产生，从而提高了锂离子电池的安全性能。下面是以LiFeO4作为锂电池正极材料，碳类材料作为负极材料时的反应方程式：
石墨烯现在已经被广泛地应用到各个领域的研究。在锂离子电池研究领域也不例外，首先石墨烯的理论比容量比石墨更高，且锂离子在其中的扩散速率也比较快，但是其单独作为负极材料时容量衰减较快，循环性能并不是很理想。所以，研究者更多地是将石墨烯应用到对正负极材料的改性上，也就是制备石墨烯复合材料作为电极，所以这就是我在开头说的全石墨烯电池和石墨烯电池的主要区别所在。
主要包括以下几种：石墨烯基碳负极、石墨烯／硅负极、石墨烯／金属氧化物负极、石墨稀／硫正极等。
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