石墨烯在电池中的作用

柠檬的快乐 2023-06-11 11:34:42

在网络宣传效应下,最近几年石墨烯电池出现的频率非常高,那么石墨烯电池到底是啥?有什么特别之处?在电池领域处于什么地位?它和石墨有什么关系?这么说吧,石墨和石墨烯本来是一家人,大家最近经常听说的石墨烯其实就是用石墨来生产的。把一堆石墨烯堆放在一起就形成了石墨,现存石墨资源丰富,价格也低廉。把石墨烯从石墨中提取出来,就如从人群中挑选出高精尖人才一样,前景不可限量。

石墨与石墨烯的不同处首先在与其导电能力,后者导电性能强,究其原因是它外层的化学键平面,其中有很多比较特殊的离域π电子,这些电子有点像金属里面的自由电子,甚至比金属的自由电子导电能力还强。但是一旦石墨烯堆叠在一起,由于力的影响,电子不再自由活动,原本轻易就能导电的石墨烯,在石墨中却形成了半导体。另一个不同就是它们的表面积,石墨中的石墨烯因为相互堆叠而被掩盖住了,内部空间受限不能外部活动,像锂离子还是能游离进去,能进去的数量也非常少,锂离子电池中的石墨电极,平均六个碳原子可以形成一个锂离子,但是石墨烯平均六个碳原子可以结合成两个锂离子,两面都可以形成,这样就把锂离子的容量扩大了一倍之多。

石墨烯电池顾名思义就是利用石墨烯这种材料,来改进传统领域的电池性能,只要是电池,客观上来说都可以。一些电池厂家为了给自己脸上涂粉,也说自己的产品含有石墨烯,也是石墨烯电池。比如铅酸电池、锂离子电池添加石墨烯就叫石墨烯电池,到底真添加了还是假添加?使用量是多少?却闭口不谈。当然由于石墨烯是新事物,监管部门也没有严格规定,大家也不好刨根究底。

石墨烯在电池领域能起到哪些作用?普通电池添加了它能有什么不同?根据一些专业人士分析说,石墨烯目前只是起到一些辅助作用,还没到颠覆其他电池功能的地步。总得来说,现在我们说的石墨烯相当于添加剂,并不是制作电池的主材。石墨烯添加到铅酸电池中,利用其本身优异的导热性、导电性、来改善电池的使用强度,延长传统电池的使用寿命。它在传统锂离子电池中还能充当负极材料,可以提高前者容量,获得更快捷的充电速度。

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