石墨烯锂电池被称为超级电池的原因是什么？
来源：宝鄂实业
2019-09-10 17:07
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我们对于石墨烯已不再陌生，作为“万用材料”石墨烯被广泛使用。而近期石墨烯锂电池的出现更是让储能行业狂欢，由西班牙科学家研制出的石墨烯锂电池据说充电完成只需8分钟，电池续航能到1000英里，秒杀传统汽油车，这为新能源汽车发展带来了巨大的想象空间，石墨烯锂电池因此被称为“超级电池”。
不过遗憾的是，这项技术普及到汽车身上仍旧需要时间。首先锂电池的技术需要改进，其次作为新兴材料，石墨烯的制备对于国内产业来说仍旧具有难度。于是业界有专家将目光聚焦到另外一种技术上，那就是出现已久而备受忽视的超级电容器。
作为储能器件的一种，超级电容器在充放电过程中释放的能量巨大，但功率却只有同重量普通电容器的十分之一。由于超级电容器充放电过程是物理变化，与化学变化的锂电池充放电过程相比，超级电容器可以快成快放，不用担心损伤电池。因此业界专家认为其以上优势可以取代锂电池成功搭载在新能源汽车中。
超级电容器目前已被使用在城市公交与乘用轿车领域，然而因为超级电容器体积大售价高，因此在应用于新能源汽车时容易遭遇限制。与石墨烯锂电池需要提高锂电技术与石墨烯产能一样，未来超级电容器要想进一步发展，则需要提高性价比：如何在相同体积情形下，提高超级电容器价值?超级电容器，是一种新型的具有远超传统电容器电容，以及超高储能密度的电容器。通过在两个隔离的极板上储存相反电荷，超级电容器可以储存大量的能量。与传统电容器不同，超级电容器不再使用固态电介质，而是使用静电双电层电容和电化学赝电容。
静电双层电容使用碳材料电极达到传导电极和电解液的亥姆霍兹双层界面上的电荷分离，这种电荷分离在空间上达到埃的量级（0.3纳米~0.8纳米），远远小于传统电容器。
电化学赝电容器使用金属氧化物和高分子导电聚合物作为电极，借助氧化还原反应和电吸附中的感应电荷转移来实现超高的电荷存储，也是超级电容器的一种。
更高，更快，更强
与传统电池相比，超级电容器具有更高的能量密度（300W/kg~5000W/kg，约为电池的 5~10 倍）、更快的充放电速度（充电10秒~10分钟可达到其额定容量的 95% 以上）以及更多的充放电循环（深度充放电循环使用次数可达 1~50 万次，也就意味着更长的使用寿命）、更高的储电放电效率（大电流能量循环效率超过 90%）。
超级电容器主要应用于需要快速充放电循环和短期能量存储的场景，目前已经在汽车的启停系统（减速或短停车时将动能转化为电能储存在超级电容器里再在加速时电容器放电从而达到节油的目的）、超级电容公交车、城市轨道交通以及物流搬运车等领域开启商用化进程。
同时在风力发电、光伏发电、电梯、港口机械和数据中心快速启动、传统消费电子领域如手机等方面具有较大发展前景，是未来储能器件的重要组成部分。
