石墨烯电池、铅酸电池、锂电池，谁会成为新国标电动车的选择？如何选择
来源：宝鄂实业
2019-03-06 11:23
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铅酸电池主要由管式正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽、电池盖、极柱、注液盖等组成。其电极是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。主要优点是电压稳定、价格便宜，缺点是比能低、使用寿命相对较短和需要经常维护。不可否认，以目前市场来看，铅酸电池占据着主导地位。
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。与铅酸电池相比，锂电池相对轻巧，携带方便，能量密度更高，而寿命相对要长很多，但是价格更贵，稳定性差。
所谓的石墨烯电池，可以理解为我们平时说的黑金电池，其是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。作为目前最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。同时，石墨烯聚合材料电池的重量仅为传统电池50%，成本将比锂电池低77%。从性能来看，全石墨烯锂电池充电一次，耗时也不超过10分钟。（一般行业都是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，并非全石墨烯）
从特点来看，石墨烯电池的综合性能是最好的，但是为什么没有成为主导呢？石墨烯在电池上的应用，主要是和硅结合在电池负极里面代替原来的石墨，这样可以提升电池的整体容量和充电速度，但性能提升效果有限。另一方面虽然目前，很多企业都推出过黑金电池，但是大多在这一领域处于探索的阶段，而其价格又相对较高，所以这也是其得不到重大应用的原因之一。另外，石墨烯污染较为严重，墨烯生产需要用到大量的硫酸，处理也很麻烦。简单来说，第一，价格；第二，技术；第三，处理麻烦。
我们再看新国标的出台，其对电动自行车速度、重量等都有明确的规定，这意味着大型铅酸电池将逐渐失去市场，而小型铅酸电池短时间内会迎来一定的发展。但随着环保整顿的推进，铅酸电池还会出现向锂电池过渡的情况，而锂电车必然会迎来一波爆发期。又有人会说了，石墨烯电池呢？虽然石墨烯电池拥有很多铅酸电池和锂电池没有的优点，但是，其想成为主导，其技术必须得到突破性的发展。因此，我个人更看好小型铅酸电池和锂电池在未来新国标电动车上的应用。
这其中一个机会就是这些年一直炒得沸沸扬扬的石墨烯电池，现在，无论在美国还是在中国，其实都投入了大量的精力、人力、物力，进行石墨烯电池的商业化探索。
比如2017年11月，三星先进技术研究院，英文缩写叫 SAIT，他们研制出了一种“石墨烯球”，基于这种技术，研究人员能把锂电池的容量提高45％，充电速度提高5倍，只需要10几分钟就能充满电。这项突破，很有希望成为下一代电池技术。
当然，从科研突破到产品上市，最少也要5年，也就是说，这种“石墨烯球”技术，至少5年内市面上还见不到。
对比摩尔定律，电池性能的提升每年大概只在3%左右。这个速度其实比起芯片的更新速度还是慢了不少，但随着电池新技术的发展，也呈现出了加速发展的趋势。
但同时，创业者也必须意识到电池技术研发中的困境，也就是寿命、能量密度和充电时间，这三者不容易兼顾。
原因在于，快充会破坏电池活性材料，所以导致寿命短。但长寿命电池又一般都有比较差的能量密度。如果想要在这三者之间把握好平衡的话，就需要大量的资金密集地投入，而这往往是大公司才可以做到的。
由于锂电池的限制性环节在于稀缺的钴矿，因此，迫切需要寻找不含钴，同时能提高能量密度，功率密度以及适用温度广的电池技术，目前石墨烯电池的商业化正在探索中，建议电池领域相关从业者密切跟踪进展。
