超級電容、鋰電池和石墨烯電池對比分析

　　鋰電池和超級電容是兩種非常有潛力、應用非常廣泛的儲能裝置，其原理、特性、應用范圍都有很大差異、各有所長(cháng)。石墨烯自問(wèn)世以來(lái)，就因為其強大的導電性能被看做革命性的儲能材料。試想一下，如果將超級電容、鋰電池和石墨烯這三者結合，將碰撞出什么樣的火花呢？

　　充電5分鐘！續航500公里！石墨烯電池讓動(dòng)力無(wú)憂(yōu)！

　　石墨烯，是由碳原子組成的單原子層平面薄膜，厚度僅為0.34納米，單層厚度相當于頭發(fā)絲直徑的十五萬(wàn)分之一。是目前世界上已知的最輕薄、最堅硬的納米材料，透光性好，能折疊。因為只有一層原子，電子的運動(dòng)被限制在一個(gè)平面上，石墨烯也有著(zhù)全新的電學(xué)屬性。石墨烯是世界上導電性最好的材料，在傳統的手機鋰電池中加入了石墨烯復合導電粉末，提高了電池的倍率充放電性能和循環(huán)壽命。

　　然而，制備技術(shù)難題是阻礙石墨烯實(shí)現其潛在價(jià)值的最大“攔路虎”。目前，大多數的石墨烯電池技術(shù)還處于研發(fā)實(shí)驗階段，我們真的要等很久嗎？

　　日前，珠海聚碳復合材料有限公司旗下全資子公司聚碳動(dòng)力已經(jīng)研發(fā)出一款真正意義的石墨烯電池商用產(chǎn)品，一舉將處于實(shí)驗室階段的石墨烯電池拉入電池市場(chǎng)，成功解決現有電源電池不穩定、充電慢、容量低的難題。

　　珠海聚碳采取了綜合性能平衡設計思路，巧妙地將全新的石墨烯基復合碳材料引入電容電池的正負極，將普通超級電容器與高能電池結合為一體，開(kāi)發(fā)出超高性能的新型電池。

　　首款石墨烯電池將首先應用于電動(dòng)汽車(chē)電池，預計今年年底或明年年初就能與用戶(hù)見(jiàn)面，在明年下半年，應用于手機電池領(lǐng)域的商用石墨烯電池也會(huì )與大家見(jiàn)面，屆時(shí)，手機電池的續航能力、快充能力和安全問(wèn)題都能一一得到解決。

　　珠海聚碳復合材料有限公司的工作人員表示，目前，市場(chǎng)上常見(jiàn)的電動(dòng)汽車(chē)電池，分別是磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池和錳酸鋰電池。這三種電池各有優(yōu)缺點(diǎn)，不過(guò)購車(chē)者可以根據不同的優(yōu)缺點(diǎn)選擇不同的電池。而還有一種電池，就是石墨烯電池了，完全是顛覆式的創(chuàng )造，同時(shí)可以避免像類(lèi)似于特斯拉汽車(chē)電池自燃的事件發(fā)生。

　　聚碳動(dòng)力已經(jīng)掌握了石墨烯電池的制備技術(shù)，通過(guò)在鋰電池正負極材料中添加石墨烯，降低電池的內阻，以達到實(shí)現高倍率快充快放和大幅提高電池的循環(huán)壽命。同時(shí)也提升了電池的耐受高低溫的性能。這是聚碳動(dòng)力的核心技術(shù)，也是其他企業(yè)無(wú)法復制的。石墨烯電池的普及將會(huì )是電動(dòng)汽車(chē)的飛躍，一旦石墨烯電池應用到電動(dòng)汽車(chē)上，對整個(gè)汽車(chē)行業(yè)將是顛覆性的改變。

　　核心技術(shù)

　　其核心技術(shù)奧秘在于采取了綜合性能平衡設計思路，巧妙地將全新的石墨烯基復合碳材料引入電容電池的正負極，實(shí)現了普通超級電容器與高能電池結合為一體，從而兼有一般超級電容器和蓄電池的優(yōu)異性能。

　　用途

　　石墨烯全碳電容電池是一種全能的新型動(dòng)力電源?？山鉀Q電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力問(wèn)題，還可以在水面艦艇、潛艇、無(wú)人機、導彈以及航天領(lǐng)域中應用。特別是其獨具的安全性能將會(huì )對電動(dòng)車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)深刻影響。這一產(chǎn)品集鋰離子電池能量密度和超級電容器功率密度優(yōu)勢于一身，按照新國標檢測，循環(huán)壽命達4000次以上，使用溫度范圍從零下30攝氏度至零上70攝氏度。在保證一定續駛里程的基礎上，可實(shí)現大電流快速充電和超長(cháng)的循環(huán)使用壽命。

　　技術(shù)突破

　　新型石墨烯全碳電容電池的優(yōu)點(diǎn)是儲電量大，由電能轉化成化學(xué)能，再轉化成電能釋放出來(lái)，其能量密度已經(jīng)超過(guò)目前最頂級的鋰離子電池，功率密度接近超級電容，在結構上實(shí)現了電池和傳統電容的內并，實(shí)現了電池和電容的優(yōu)點(diǎn)兼備。

　　性能優(yōu)勢

　　安全穩定，新型石墨烯聚碳電容電池，充滿(mǎn)電后用射釘槍打，使其短路，任何反應都沒(méi)有;放在火上燒，也不會(huì )發(fā)生爆炸。

　　充電速度快；石墨烯聚碳電池，可用10C的大電流充電，單塊充滿(mǎn)電只要6分鐘，上百塊串聯(lián)在一起充電，10分鐘可達95%以上。

　　功率密度高，可達 200W/KG~1000W/KG ，相當于鋰電池的3倍以上。

　　超低溫特性好，可在攝氏零下 30 ℃ 的環(huán)境中工作。

　　電容型鋰離子電池原理、性能全解析

　　1 超級電容器和鋰電工作原理

　　2 電容型鋰離子電池研發(fā)基礎

　　1）頻繁大電流沖擊對電池性能有明顯的不利影響

　　2）在電池兩端并聯(lián)大容量電容器的確能緩沖大電流對電池的沖擊，從而延長(cháng)電池的循環(huán)壽命

　　3）如果采用內連接，使每個(gè)電池材料顆粒都處于電容器的保護之中，應更能延長(cháng)電池循環(huán)壽命，提高電池功率特性

　　3 電容型鋰離子電池工作原理

　　電容型鋰離子電池是將雙電層超級電容器與鋰離子電池的工作原理相結合，鋰離子電池的電極材料與超級電容器的電極材料相融合，器件中既有電容的雙電層物理儲能原理又有鋰離子電池的嵌入脫嵌化學(xué)儲能原理，即形成電容型鋰離子電池。

　　電容型鋰離子電池研制關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題：

　　電極成份設計問(wèn)題

　　工作電壓匹配問(wèn)題

　　電解液組分設計問(wèn)題

　　與性能相匹配的結構設計問(wèn)題

　　應用技術(shù)

　　4 電容型鋰離子電池分類(lèi)

　　5 電容型鋰離子電池性能

　　6 電容型鋰離子電池應用

　　電動(dòng)汽車(chē)電源

　　電動(dòng)摩托車(chē)、自行車(chē)電源

　　各種電能存儲裝置（風(fēng)能、太陽(yáng)能、儲電柜等）

　　電動(dòng)工具

　　軍事領(lǐng)域