你了解石墨烯吗？石墨烯电池还将面临哪些考验？
来源：宝鄂实业
2019-04-07 21:24
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究竟什么是石墨烯电池呢？石墨烯电池其实并不是真正的电池，而是一种新材料超级电容。在此之前，超级电容已经广泛应用于电动车、混动汽车和大功率输出设备等领域。作为一种电化学储能装置，其性能介于传统电容和电池之间，具有功率密度高，循环寿命长以及安全可靠等特点。
既然石墨烯超级电容有这么多优点，那为何行业内仍有不少的质疑之声呢？综合来看，质疑主要来自以下方面：
1、生产成本以及制备工艺工业化的可行性问题；
2、快充模式下的高负载、高耗损问题。
工业化量产问题
目前工业上普遍采用化学气相沉积CVD工艺，用CH4做碳氮源，长出石墨烯材料，再用氢氟酸腐蚀掉模板，得到三维石墨烯块材料。这种方法确实成本较高，要进行工业化量产难以接受。那么能否采用其它已有的成熟工艺降低成本呢？ 尽管在石墨烯原料制备上频频传来捷报，不少科研机构都有绿色、低成本量产的新技术发现。然而，在实验室里得到的成果，仅仅是证明了原理上的可行。与正式的大规模工业化量产仍然相距甚远。
一般来说，某项技术在实验室取得成果后，在不考虑各种行政部门的审批以及资金支持的前提下，至少需要经过小规模生产实验、中规模生产实验、大规模生产实验才能真正进入生产环节。因此实验室成果转化为工业化产品的周期较长，目前实验室已有的各项可喜的石墨烯超级电容成果实现工业化量产，走进我们的生活仍需时日。
高负载、高耗损问题
续航里程低可以算是现有电动车电池的“死穴”。石墨烯超级电容的出现，续航里程成倍增长，长途出行的里程焦虑可能彻底打破。而充电速度的大大提升，可以减少充电时间，宏观上可以大范围减少充电站和充电桩的需求。以目前全球领先地位的电动车特斯拉Model S 85为例，其通过大功率的超级充电站充电，也要80分钟才能充满，车主等充电的时间仍然是一种煎熬。然而85千瓦时的电池容量在1小时快充模式下耗电125千瓦时，损耗就高达47%(即125/85-100%=47%)，而在96秒内充电85千瓦时，其损耗程度将远高于此，这对整个充电系统的散热要求太过于严苛。
换句话说，三峡电站总共有32台70万千瓦的水轮发电机，总装机容量高达22,400,000千瓦，就算全负荷运转，也只能承担796个服务区的充电站用电量（如果考虑到实际充电损耗和输变电损耗，这个数值将至少下降三分之一，约为530个）。如此高要求，想要在生活中实现可以说是不可能了。
尽管电动车行业不能马上享受石墨烯超级电容带来的福利，手机却能最先享受到这一伟大科技带来的便利，因为就算每个手机充电器做到20A的直流输出，即充电速度比现在快20倍，也不会对家庭和电网的负荷造成任何不利影响。毋庸置疑，石墨烯将会成为新材料市场一颗耀眼的明星。但目前，我们更需要对这个新兴材料抱之以宽容和耐心。
