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石墨烯在前:纷繁复杂的动力电池技术

导读: 目前市场上主流技术仍以铅酸电池技术、镍氢电池技术、锂电池技术、燃料电池技术为主,偶尔会有液流电池、金属空气电池的相关报道,但是这些技术多停留在实验室阶段,各自的技术瓶颈短期内很难突破。

  新能源汽车是近年来汽车行业发展的主要方向之一。据统计,2014年全年新能源汽车销量已突破7万辆。车载动力电池是电动汽车的主要部件,其成本约占总成本的30%-50%,甚至更高。因此,动力电池无疑是现阶段影响新能源汽车发展的最关键因素之一。

石墨烯在前:纷繁复杂的动力电池技术

动力电池是现阶段影响新能源汽车发展的最关键因素之一

  目前市场上主流技术仍以铅酸电池技术、镍氢电池技术、锂电池技术、燃料电池技术为主,偶尔会有液流电池、金属空气电池的相关报道,但是这些技术多停留在实验室阶段,各自的技术瓶颈短期内很难突破。

  在动力电池市场当中,锂电池技术是最火热的。从正极材料上,可以分成磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元材料等等。各自的优缺点,相关报道很多,在此不再赘述。

  从性能提升上看,现有产业化的钴酸锂、改性锰酸锂和磷酸铁锂在基础研究方面有技术突破可能性微乎其微,其能量密度和各种主要技术指标已经接近其应用极限。而三元材料在性能上仍有空间,有机构也预测,未来三元材料的市场份额也会逐年提高。随着市场份额的不断提升,未来的三元材料性能有望超过钴酸锂,但是短期内实现大的突破,仍有困难。就如同美国能源部肯塔基州国家实验室电池制造配套研究与发展中心主任Tony Hancock在2012年所说的:“锂电池的解决方案至少需要十年,甚至可能二十年。”

  新技术给锂电池带来新的希望。在此不得不提的是石墨烯技术和锂硫电池技术。

  提到石墨烯技术,2014年最受关注的无疑是西班牙 Graphenano 公司同西班牙科尔瓦多大学合作研发新型石墨烯电池。石墨烯电池的出现,无疑意味着石墨烯在电池应用领域迈出了坚实的一步。但是这种电池真正的性能,还要在拿到样品之后才能得到验证。尤其是在长循环后,电池性能的稳定性,是否还能维持原来的水平,电池的安全性能如何,更需要较长的时间去验证。除此外,笔者认为,石墨烯自身的产业问题,生产和应用上的工艺问题,安全性问题尚待解决。

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