锂电池为什么是新能源汽车_电动汽车锂电池，锂离子电池知识介绍

大家好！今天让小编来大家介绍下关于锂电池为什么是新能源汽车_电动汽车锂电池，锂离子电池知识介绍的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

文章目录列表:

1.新能源汽车电池种类
2.电动汽车锂电池，锂离子电池知识介绍
3.新能源汽车奔跑路上的锂电池之争
4.石墨烯电池为什么没有取代锂电池成为电动车的电池？

新能源汽车电池种类

新能源汽车电池类型主要为：锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、超级电容器。

1、铅酸蓄电池：铅酸蓄电池已有100多年的历史，广泛用作内燃机汽车的起动动力源。它也是成熟的电动汽车蓄电池，它可靠性好、原材料易得、价格便宜。

2、镍氢蓄电池：镍氢蓄电池属于碱性电池，镍氢蓄电池循环使用寿命较长，无记忆效应，但价格较高。

3、锂离子电池：锂离子二次电池作为新型高电压、高能量密度的可充电电池，其独特的物理和电化学性能，具有广泛的民用和国防应用的前景。

4、镍镉电池：镉电池镍镉电池的应用广泛程度仅次于铅酸蓄电池，其比能量可达55W·h/kg，比功率超过190W/kg。可快速充电，循环使用寿命较长，是铅酸蓄电池的两倍多，可达到2000多次，但价格为铅酸蓄电池的4～5倍。

5、钠硫蓄电池：一个是比能量高。其理论比能量为760W·h/kg，实际已大于100W·h/kg，是铅酸电池的3～4倍。另一个是可大电流、高功率放电。其放电电流密度一般可达200～300mA/mm2，并瞬时间可放出其3倍的固有能量。再一个是充放电效率高。

电动汽车电池：

电动汽车电池分两大类，蓄电池和燃料电池。蓄电池适用于纯电动汽车，包括铅酸蓄电池、镍氢电池、钠硫电池、二次锂电池、空气电池、三元锂电池。

燃料电池专用于燃料电池电动汽车，包括碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC )、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC )、直接甲醇燃料电池(DMFC )。

电动汽车锂电池，锂离子电池知识介绍

太平洋汽车网新能源汽车用的是锂电池，车用锂电池是混合动力汽车及电动汽车的动力电池，由于镍氢电池的一些技术性能如能量密度、充放电速度等已经接近到理论极限值，锂电池由于能量密度高、容量大、无记忆性等优点。

低速电动汽车锂电池新能源汽车采用的都是锂电池，因为锂电池的续航里程比较远，充放电的循环次数比较多，寿命比较长。

由于低速电动四轮车的续航里程还是比较有限的，不能完全满足大众的日常出行需求，如果想要增加其续航里程，可以装上一台增程器，以此来增加其续航里程，增加其活动范围，满足大众日常出行需求，实现出行往返自如，不再因半途没电而举步维艰。

增程器可以直接找厂家购买，厂家直接发货，这样会便宜一些。需选择大厂家大品牌出品的增程器才会有全方位的保障，不然如果是小作坊式的厂家就容易坏也没有各方面的保障了。

增程器使用建议：增程器在电量是满格的时候不推荐启动，一般建议在电量只有30%-40%的时候启动是最佳的。满电量的时候启动是没有什么特别好的效果的，为了环境友好，建议在需要的时候启动增程器，电池污染比废气污染更严重，保护电池就是保护环境。不建议在电池没有一点电的情况下使用，增程器启动的时候是电启动，在电池一点电都没有的时候启动可能会打不着火。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

新能源汽车奔跑路上的锂电池之争

导读：电动汽车锂电池，锂离子电池知识介绍

对于电动汽车来说最为核心的技术应该就是它的电池技术,电池如同它的心脏,只有强大的心脏才能拥有源源不断的动力,汽车的电池有很多，其中有一款是锂电池，那么今天就给大家介绍一下电动汽车锂电池，锂离子电池知识介绍。

锂离子电池知识介绍--简介

锂离子电池的传统结构包括石墨阳极、锂离子金属氧化物构成的阴极和电解液（有机溶剂溶解的锂盐溶液）。最常见的锂离子电池以碳为阳极，以碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯溶解六氟磷酸锂溶液为电解液，以二氧化锰酸锂为阴极；轻巧结实，比能量大，单体电压约为3.7 V。

相较镍氢电池，锂离子电池具有相对较高的工作电压和较大的比能量，是镍氢电池的3 倍。锂离子电池体积小，质量轻，循环寿命长，自放电率低，无记忆效应且无污染；电池单个性能指标的数值范围跨度大，这是因为锂离子电池有较多的电极组合，它们在性能上存在一定的差异。

锂离子电池可分为锂离子电池和锂聚合物电池2 种。锂离子电池的阴极材料主要有锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、磷酸铁锂等，阳极材料主要有石墨、钛酸锂等。

锂离子电池知识介绍--发展前景

锂离子电池具有重量轻、储能大、功率大、无污染等特点，在各个领域的应用也越来越广泛，它的研究和生产都取得了很大的进展。锂离子电池在电动车上作为动力能源，成为了电动车发展的一个新趋势。

锂离子电池技术的先进性和在新兴关键市场（电动汽车领域）的应用，已激发全球范围内的研发热潮，因此锂离子电池势必将在电动汽车和新能源领域占据重要位置。目前在电动汽车中，应用较多的锂离子电池是磷酸铁锂电池，它的热稳定性和安全性较好，同时价格相对便宜。这些因素使磷酸铁锂电池成为小型电动汽车和PHEV动力电池首选。然而在锂离子电池中，磷酸锂电池的比能量、比功率以及运行电压相对较低，在大型纯电动车应用方面钴酸锂和锰酸锂电池等更具优势。

但是，锂电池电动车的广泛应用也存在着一些问题，主要是由于锂电池的性能限制，包括锂离子电池的安全性、循环寿命、成本、工作温度和材料供应等。

以上就是关于电动汽车锂电池，锂离子电池知识介绍。对于电池寿命,普通的电子产品上的锂离子电池使用寿命大概是5到20年,平均可以达到8年。希望我的介绍可以帮助到大家。

@2019

石墨烯电池为什么没有取代锂电池成为电动车的电池？

当小米宣布造车时，中国国内正有超400万辆电动 汽车 奔驰在道路上。

马斯克曾断言，电池是未来智能电动 汽车 的关键。对于智能电动 汽车 来说，动力电池无疑是最核心的硬件，如同发动机之于内燃 汽车 ，这也是宁德时代崛起的契机。

动力电池市场呈现出马太效应，宁德时代占据市场龙头地位

1.国际较量：争夺动力电池主导权

宁德时代去年一年国内市场的装车量为12.22GWh，占比超52%，第二名比亚迪仅为12.9%，但宁德时代却并不是第一个在锂离子电池商用化领域起跑的公司。

长期拥有锂离子电池先发技术优势的曾是日本。1991年，索尼公司和旭化成公司发布首个商用锂离子电池，并首先用于相机；2014年日本科学家吉野彰做出了第一个现代商业化锂离子电池的原型器件，被奉为锂电池先驱。

落后于日本的中韩两国随着电子制造业的发展奋起直追。三星和LG一方面发展自身消费电子业务，一方面生产配套电池；中国电池制造企业则利用价格优势，促进了锂离子电池低价普及。比亚迪在进军 汽车 业之前，主营业务便是消费类电池，宁德时代也脱胎于消费类电池企业ATL。

随着混合动力车的生产普及，松下进入动力电池领域，中韩两国企业也随之变向，纷纷转向技术壁垒更深、利润更高的动力 汽车 领域，东南亚也成为全球锂电池生产的核心地带。

华安证券报告指出，全球动力电池龙头，宁德时代2020年的全球市占率为25%，国内市占率维持一半。中国电动 汽车 市场发展最快、规模最大，关键也在于电池，当前全球约八成电池产能在中国，中国电池企业还在向海外扩张。

中国企业之所以能在在新能源 汽车 领域突飞猛进离不开政策的支持。

2010年，中国政府开始对新能源 汽车 提供补贴，这也慢慢让这个行业形成一个逻辑惯性，那就是补贴政策走向往往会决定市场使用的动力电池产品种类。“因为政策补贴会影响热销车型，自然会对电池生产商产生影响。”一位新能源 汽车 市场人士解释，“比如，2011年，政府将使用外资动力电池的产品剔除出新能源 汽车 的补贴目录，很大程度上就降低了松下、LG和ATL在内的一众外资动力电池公司的竞争优势。”

外资电池企业被政策挡在门外，某种程度上为宁德时代创造了新机。凭借政策扶持和日本技术背景，宁德时代只花了六年时间就在2017年成为装车量世界第一。

如今锂电池产业格局初成，整体来看东亚三国已经占据了技术优势， 其他国家想要超越并不容易。但在环保要求趋严、电动 汽车 市场落后的影响下，欧美不得不做出改变。

彭博社曾发布统计数据称，2020年，全球共销售新能源 汽车 324万辆，欧洲和中国分别为139万和133万辆，美国仅32.8万辆。如果没有特斯拉，美国新能源 汽车 市场实际上在衰退。

如果没有特斯拉，美国新能源 汽车 市场实际上在衰退

对此，美国总统拜登在5月8日发表演讲称， 汽车 企业和电池企业应该在美国本土生产相关产品，同时加大新技术研发投入赶超中国。按照其在3月底提出的“美国就业计划”，美国将向电动 汽车 领域投资1740亿美元。

欧洲的布局则更加深远。欧洲早在2017年意识到了电动 汽车 大潮降至，固守传统赛道无益，并开始布局一个“电池计划”，为电动 汽车 产业，尤其是电池生产研究项目提供资金帮助。

如今欧洲已经有了一批初创电池企业，风头最劲的是Northvolt。该公司创立于2017年3月，在2019年获得10亿美元融资，并得到欧洲车企支持。继去年Northvolt拿到宝马20亿欧元的订单后，今年又把大众未来十年累计140亿美元的电池订单收入囊中。

此外，和过去基于产业原因发展新能源车不同，加快节能减排，助力实现碳达峰、碳中和（即碳排放总量为零）成为发展新能源车的新动力。

截至目前，欧洲、美国以及中国等全球主要经济体给出了时间表，推动低碳转型、能源转型以及电气化。2019年底，欧盟出台《欧洲绿色新政》（European Green Deal），表态要在2050年实现碳中和。2020年9月，中国承诺在2030年碳达峰、2060年碳中和。美国新任总统拜登上台后，亦承诺在2050年实现碳中和。跟随绿色政策的导向，资本将更加青睐电动 汽车 、气候科学、清洁能源等领域。

但想赶超中日韩，欧美仍需努力。“欧洲等国现在在技术上还感觉滞后，但5年后情况如何就不一定了。”一位熟悉锂离子电池的研究人员表示，锂离子电池背后的科学技术在三十多年里基本上没什么变化，“如果没有大的突破，基于科研优势，欧美等国在2025年之后很有可能成为另一股力量。”

2.车企纷纷涌入：能否拉低电池成本？

各国政府角逐电动 汽车 产业链之外，还有车企们对于自产电池的热情。

去年12月，苹果首款电动 汽车 Apple Car原型车被曝已经在美国加州上路测试，并将在今年9月推出首款车型。对造车感兴趣很容易理解，毕竟这是个2万亿美元的大市场，更引人注意的是苹果造的车将应用独家“突破性的电池技术”。

据路透社报道，这一电池技术正是苹果造车策略的核心，“它有望极大地降低电池成本，同时增加车辆续航”。要做到这一点，苹果计划采用一种独特的单体电池设计，让所有电芯直接融合到一起，从而消除传统电池组各个电芯之间存在的空间浪费。动力电池结构是以单个电芯为单位，电芯打包组成电池包，之后再安装到车辆上。苹果的电池设计可以在同等空间内，用上更多的电池材料，实现更持久的续航。

苹果去年多次被传造车

增加续航里程，更加贴合消费者使用习惯是头部车企们下场参与电池研发的原因之一。充换电基础设施难以满足电动 汽车 的发展，这就要求车企们通过提升电池能量密度，增加续航里程，才能给用户提供与驾驶燃油 汽车 同样的体验。

今年1月，上汽集团新创品牌“智己 汽车 ”宣布，电池采用了最新的“掺硅补锂”技术，续航里程可达1000公里。紧跟着，广汽集团子公司广汽埃安也宣称拥有全新动力电池 科技 ：石墨烯基超级快充电池可以在8分钟内充满80%，硅负极电池可以续航1000公里，电池还通过了枪击实验的军工标准安全认证，但遭遇了中科院院士一系列质疑，能否落地应用依然存疑。

降低成本则是促使车企造车的另一动力。 汽车 产业至今仍然是一个低利润、资本密集型产业，车企仅仅是打造出自己的供应链、实现量产已经非常难得。一旦实现整车规模化生产，如果能在电池技术上有所突破，将大大降低造车成本。有数据显示，电池成本约占电动车总成本的30%-40%，车企仅仅是采购电芯后自行生产电池包，也要比直接采购电池包更有成本优势。

“业内有个共识，即车企自产电池的门槛是新能源产品产量达到50万辆，为了实现稳定供货，车企一般会考虑自产电池。”前述 汽车 行业从业人员表示。

大众 汽车 集团入局电池产业，并提出“标准电芯”概念

今年3月，大众 汽车 集团提出“标准电芯”概念，称不再将电池系统视为单独的零部件， 汽车 需要围绕电池来设计。并计划在2023年量产，到2030年装载标准电芯的车型超过八成，从而实现规模降本效应。

根据咨询公司Benchmark Mineral Intelligence的数据，锂离子电池组的价格在过去10年里已经下降了近90%，去年降至每千瓦时110美元左右。宁德时代2020年财报显示，电池售价已从2018年的1150元/KWh降低至2020年的890元/KWh。

但平均而言，电动 汽车 仍比传统汽油车贵30%，有分析师认为在3年内，动力电池成本将从目前160美元每千瓦时降至100美元以下，达到与传统 汽车 “成本平价”。一旦成本差距磨平，对电动 汽车 的需求将进一步加速，对电池的需求也将井喷。头部车企下场造电池不仅可以降低成本，还可以减少对电池产商的依赖，这对其未来的良性发展显然更加有利。

3.固态电池研发：电池玩家进入“终局 游戏 ”

2020年以来，镍、石墨、锂、钴和铜等原材料受海外疫情影响，供应不足，价格不断上涨；叠加需求端火热，锂电池价格也意外上涨。

据中汽协最新统计数据，今年1~4月国内新能源车累计销量73.2万辆，同比大增249.2%，由此带动动力电池装机量同比大增约241%；根据SNE Research统计的数据，海外市场一季度动力电池装机同比增长96%。

原材料上涨导致电池成本迟迟难降

而每一辆电动 汽车 的动力电池需要大约20公斤的镍(特斯拉Model 3需要30公斤)、20公斤的钴，外加大约60公斤的锂化合物，若原材料价格上涨到2018年的水平，锂电池100美元每千瓦时的目标达成时间将延后至2026年。

这也将加速厂商们研发新型电动 汽车 电池材料和基础技术的更新换代。5月23日，据宁德时代董事长曾毓群对外透露，宁德时代将于今年7月前后发布钠电池。国泰君安证券分析，发展钠离子电池是三元高镍技术路线的补充，也可以减少对锂资源的依赖。

当前，部分车企选择使用价格更低、安全性更高的磷酸铁锂电池提升竞争力。但与三元电池相比，磷酸铁锂电池快速增长的原因在于安全性较好、寿命较长、成本较低，但能量密度和高低温性能稍差。在低温条件下，搭载磷酸铁锂电池的 汽车 续航里程可能面临腰斩。这是由电池材料特性决定的，眼下暂时无解。

汽车 产业渴望的“全能电池寄望固态电池，固态电池是指用固态电解质替代电池中的电解液和隔膜，正极体系变化不大，负极为锂金属。

大众 汽车 电池中心负责人Frank Blome将固态电池描述为锂离子电池的“终局 游戏 ”。

他解释称，固态电池能量密度更大、更安全、高低温性能也更好。“它们可以使用更长时间，电池单元可以堆叠，就像墙上的砖块一样，这使它们更容易适应不同的 汽车 设计；固态电池大约10分钟就能充满电，并且具有更高的能量密度，可提供双倍或更多的续航里程。同时它们将需要更少的铜和铝，石墨和钴可以完全被淘汰，回收固态电池是一个更简单、更安全的过程。”

各国企业目前都在主攻固态电池研发，争夺在新领域的主导权。

2021年1月19日，宁德时代公布两项与固态电池相关技术专利。2020年12月，《日经新闻》报道称，丰田在固态电池研发方面处于领先地位，有上千项专利，居世界第一，并计划在2021年推出固态电池试制车辆，开展性能试验。

固态电池和液态电池在工作原理上没有区别，固态电池走的是三元锂电池的路线，一个重要的革新点在于电解质由液态电解质变成了固态电解质。但成本的经济性永远是绕不过去的一环，也决定整车的售价。产品从研发、量产到应用还需要经过市场的验证，未来合理的经济性才可能是固态电池大规模估计的前提。业内人士预测固态电池合理的量产时间是5年以后，大规模应用时间是在6-10年以后。

4.谋求长期发展：上下游共建良性循环

动力电池的产业链，上游关乎钴、锂、稀土等矿产资源，而下游则是动力电池的回收和梯次利用。如果想实现新能源车降成本的目标，仅考虑生产端降低成本还不够， 探索 电池资产回收利用，建立起良性循环，更有利于电动 汽车 行业长期发展。

在回收利用阶段，退役动力电池经过收集、贮存、 检测、拆解等处理步骤，合格电池进行梯次利用，不合格电池可以拆解回收，再生利用。动力电池容量衰减两成后，就不再适用于电动车，但可梯次利用。例如退役的磷酸铁锂电池可以继续应用于低速电动车和储能电站。

退役电池的另一种处理方式是拆解回收，主要针对含有镍钴锰金属的三元电池。效的回收利用能够部分缓解我国动力电池用稀缺资源需求量。根据预测，到2025年我国动力电池钴和镍回收量分别约为1.6和3.7万吨，占当年我国动力电池用钴和镍需求量的比例分别为61%和17%左右。同时，钴价格较高，对其回收利用，也能够降低电池企业材料采购成本。

根据测算，到2025年我国梯次利用和再生利用的总市场规模将达到130亿元左右

但目前，由于电池产业缺乏统一标准和技术壁垒，电池的回收利用仍处于 探索 阶段，规模有限。

“比如在电池梯次利用方面，退役电池检测是保障梯次产品安全的重要环节，但由于缺少电池在车端使用阶段的状态数据，使得目前退役电池检测项目多、成本高，参与企业都是亏损状态”中国电动 汽车 百人会研究部主任朱晋博士表示，“现在上下游依然没有走通，在生产标准、技术方面仍待深入研究，国家监管层面也需要制定强制标准和规范，避免电池回收过程中出现环境污染。”

2020年，国务院发布的《新能源 汽车 产业发展规划(2021-2035年)》，为我国新能源 汽车 产业未来十五年的发展指明了方向。《规划》中提出，要加大关键技术攻关，鼓励车用操作系统、动力电池等开发创新。

上逢电动 汽车 获得政策大力扶持，下有消费者购买意愿快速增长，在政策与市场需求双向驱动之下，锂电池产业内部自然会实现新的技术突破。但产业链的上下游如果不能建立起更加环保的循环模式，则会背离新能源 汽车 清洁环保的初衷。

石墨烯被研究者和各大媒体誉为“新材料之王”，是人类已知强度高、韧性好、重量轻、透光率高、导电性佳的新型纳米材料。

集万千光芒于一身的石墨烯聚合电池，有着比能量高、充电速率快等优点，正好是当今电动 汽车 的痛点所在。比如早在2015年，华为瓦特实验室在日本第56届日本电池大会上发布的一项快充技术，这款3000mAh的石墨烯电池仅需5分钟，就可获得高达48%的电量。

更有甚者，早在2014年，西班牙Graphenano公司就与西班牙科尔瓦多大学，合作研究出了首例石墨烯聚合材料电池。

按他们的说法，这款电池有着诸多优点：

1. 一个石墨烯电池的比能量超过600wh/kg，储电量是当时市场最好产品的三倍，这个表现放在当今都能呈碾压态势（比如目前比亚迪磷酸铁锂电池的单体能量密度为150~160Wh/kg、特斯拉最新的21700电池系统的能量密度在300Wh/kg左右）；

2. 单次续航里程可高达1000公里；

3. 单次完全充电仅需8分钟以内；

4. 使用寿命是传统氢化电池的四倍，锂电池的两倍；

5. 重量仅为传统电池的一半；

6. Graphenano表示，此款电池的成本比锂电池低77%。

如果从实验室角度看，这些数据我并不十分怀疑，因为石墨烯电池又被称为“圈钱利器”或“论文利器”。不信去大学看看就知道了，研究这东西很好发文章，但真到实用阶段，基本都哑火了。

验证这是不是故意贬低石墨烯电池，方法很简单。比如距今已经过去了4年之久，Graphenano公司再也没出现在我们的视野中。

从其官网看，最新的新闻基本都是参加国家会议或石墨烯在其他产品上的应用（比如牙科产品）。放着广阔的电动 汽车 市场不要，赚医学用品的钱，要么就是脑袋秀逗了，要么就是我们过分高估了他们的产品。

事实上就目前石墨烯在电池上的应用来说，主要是和硅结合，所谓的石墨烯电池，本质上还是属于锂电池。对锂离子电池来说，石墨烯作为碳基负极材料，是没有办法从根本上改变锂离子电池能量比数量级的。

在电池负极里面代替原来的石墨，虽然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，并没到上文所述那般强势。

附：上图为斯坦福大学崔屹教授团队在Nature Nanotechnology上发表的题目为“Air-stable and freestanding lithium alloy/graphene foil as an alternative to lithium metal anodes”的研究成果。即便如此，其性能也没有达到碾压的程度。

当然，这并不是阻碍石墨烯电池面市的主要原因，量产化困难的主要原因在其内部。

1. 全石墨烯电池成本十分高昂，而且制备难度大，几乎不可能量产。现在公布的一些惊人数据基本都来自纯度极高的石墨烯电池，仅出现在概念阶段或实验室内；

2. “掺杂石墨烯电池”在锂电池上的作用是导电剂或电极嵌锂材料，但与传统的导电碳和石墨低廉的成本相比，前者带来的性能提升不足以吸引各厂家；

3. 石墨烯材料本身具有的高比表面积等性质，与现在的锂离子电池工业的技术体系无法相容；

4. 除此之外，比如其他材料的冲击（比如硅在做负极上有着更高的理论容量）和分散工艺难度高等问题，都制约着它在锂电池上的应用。

总之，首先要说明的是，石墨烯电池取代锂电池在中短期内基本是不可能的；“掺杂石墨烯锂电池”虽然有着一定的应用前景，但收效并不大，完全不足以撼动现今的格局。

目前，在世界范围内，新能源 汽车 已经成为大势所趋，全世界各国政策都是大力支持，并且，很多国家甚至都已经制定了传统燃油车退市的时间表，可以说，在未来一段时间内，新能源车或将全面取代传统燃油车。而新能源车当中，各国尤以发展纯电动车为主要方向。

在电动车当中，三电系统是核心，而其中的电池则是核心中的核心，电池作为动力能量以及全车电力的来源，担当着十分重要的角色。目前，电动车主流的电池都是采用锂电池，这种电池能量密度适中，而且也较为成熟，制造成本也比较有优势。但是，锂电池也有非常致命的弱点，比如，安全性差，容易引发火灾；比如，充电速度慢，最快也要几个小时。

不仅如此，锂离子电池的内部阻抗高。因为锂离子电池的电解液为有机溶剂，其电导率比镍镉电池、镍氢电池的水溶液电解液要低得多，所以，锂离子电池的内部阻抗比镍镉、镍氢电池约大11倍。如直径为18mm、长50mm的单体电池的阻抗大约达90mΩ。

除此之外，锂电池工作电压变化较大。比如电池放电到额定容量的80%时，镍镉电池的电压变化很小（约20%），锂离子电池的电压变化较大（约40%）。对电池供电的设备来说，这是严重的缺点，但是由于锂离子电池放电电压变化较大，也很容易据此检测电池的剩余电量。

而石墨烯电池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。石墨烯已经不是什么新鲜概念了，国内外众专家学者搞了t很多年，虽然有一些振奋人心的实验现象和成果，然而也仅仅是在实验室里的理论探究阶段，其制造加工、应用效能等方面都问题重重。因此，石墨烯电池现在还不能满足量产的条件，因此暂时无法取代锂电池。

什么是石墨烯电池

我们先了解下什么是石墨烯电池，它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。

为什么石墨烯电池被称为神奇的材料

为什么没有取代锂电池

众说周知目前电动车的锂电池多采用三元锂电池或磷酸铁锂电池，但我国锂矿及钴矿储量不足，却成了潜伏在电动 汽车 发展道路上的一个阻碍，为了避免受制于人，必须开发新材料电池。因为石墨烯的优秀特性，所以它是一个不错的方向。

但为什么现在石墨烯电池没有取代锂电池呢？是因为石墨烯电池目前多方面技术难以突破，因此还是一种处于实验室的产物。

所以，石墨烯电池现在还不能满足量产的条件，因此暂时无法取代锂电池。

石墨烯电池在可预见的将来，都不太可能取代锂电池。 一方面，技术还不成熟。另外一方面，成本还降不下来。除此之外，在安全性，稳定性等很多方面，都还有很多工作要做。而且，就算石墨烯电池真做出来并大规模应用了，也未必就能应用在电动车上，取代目前流行的锂电池。核电站有很多的优点，不代表核电站就可以随便取代其他类型的发电站。同理，石墨烯电池未必就适合在电动车上应用。只有在适合的应用场景下，特定的技术才能发挥最大的优势。

1.石墨烯电池从实验室走向市场需要一个过程，而这个过程目前还没有开始

科研成果转化成市场产品需要一个过程，而且不是每一种技术都适合大规模商用。目前来看，如果所谓石墨烯电池到底是什么也没有一个共识。 应用了一点点石墨烯作为电极材料就算石墨烯电池吗？目前市场上敢打出“石墨烯电池”这个招牌的电池，除去骗子之外，基本都是这种“掺/用了石墨烯的锂离子电池/铅酸电池”。而想象中的全石墨烯型电池，目前的确存在，但仅仅存在于实验室而已。 还远远达不到产业化标准。石墨烯潜在的应用场景也不仅仅是取代传统电池。事实上，石墨烯可能会在新型柔性电池、器件、显示、催化剂等方面更有前途。考虑到锂电池相当不错的综合表现，不错的性能，成熟的产业，较为低廉的价格，石墨烯在可预见的将来是不可能取代锂电池的。一个技术的实际价值不仅仅取决于性能，也取决于性价比，稳定性等很多方面。石墨烯想要有一天超过锂电池，成为最适合应用于 汽车 上的电池选项，必须要石墨烯在实验室表现出锂电池难以比拟的优势，随后再被各大厂商大力推广。 而目前来看，石墨烯电池还很不成熟，并没有表现出相对于锂电池的重大优势，因此，石墨烯电池连取代锂电池的可能性都不存在。 从实验室走向市场需要一个过程，对石墨烯电池而言，这个过程还没有开始。因为，还没有找到走向市场的理由。

2.石墨烯技术可能会用于加强锂电池而不是取代

虽然石墨烯电池技术是一种更新，可能也更强大的技术，但是锂电池本身也是电池技术多年来的结晶。锂电池本身有很多优点，才得以成为目前最主流的 汽车 电池。 石墨烯技术的确给电池技术的突破提供了一种可能性，但是，不代表石墨烯就一定可以完完全全顶替锂电池。 在未来，如果石墨烯相关的研究成熟，技术有了突破，把研究成果应用于锂电池，从而提高锂电池的性能，这个可能性也比石墨烯完全取代锂电池高得多。任何一种材料都有其特性， 石墨烯表面特性受化学状态影响巨大，稳定性，循环寿命等等都有很多问题，如果刻意追求用石墨烯替代锂电池，很有可能生产出实用性还不如锂电池的石墨烯电池。

综上所述， 一方面石墨烯电池技术还不成熟，另外一方面，石墨烯也未必是升级取代锂电池的理想选择。 因此，目前为止没有人会想要用石墨烯电池取代 汽车 锂电池的。

近日，菲科斯公司推出了一款石墨烯电池 汽车 ，非常吸引眼球。

石墨烯电池技术 汽车 的出现，很大程度上会大大缓解纯电动 汽车 的所带来的充电时间问题以及满电状态下的行驶里程焦虑！

不过目前市面上宣称的“石墨烯电池”是一个不准确的概念，准确的讲基本上都是在材料中加入一点石墨烯，以提高锂电池的部分性能，可以叫为石墨烯基锂离子电池。

这一技术的最大特点就是能够大幅提高电池的热稳定性和使用寿命，要知道之前的锂电池在高温下工作不仅效率低，而且会极大地降低寿命。

石墨烯，是由碳原子组成的单原子层平面薄膜，是目前世界上已知的最轻薄、最坚硬的纳米材料，因为只有一层原子，电子的运动被限制在一个平面上，使石墨烯成为了世界上导电性最好的材料。

目前，几乎所有的商品锂离子电池都采用石墨类负极材料，在负极性能相似的情况下，锂离子电池的性能很大程度上取决于正极材料。由此可见，石墨烯在锂离子电池里面可能发挥作用的领域只有两个：直接用于负极材料和用于导电添加剂。

但是使用石墨烯作为导电剂成本比普通的炭黑高很多，锂电池的成本是关键的控制因素，不降低原材料的成本，即使石墨烯电学性能再好，一吨几十万的成本消耗电池厂家也用不起。

如果综合考量材料成本、生产工艺、加工性和电化学性能，其制造加工、应用效能等方面都问题重重。石墨烯可以作为锂电池的调味品，但是作为主材就不太合适了。因此，石墨烯电池替代锂电池成为电动 汽车 电池的可能性很小，产业化前景渺茫。

我认为石墨烯或者石墨烯复合材料实在电池领域产业化前景渺茫。主要是由于价格特别昂贵和制作工艺复杂，所以很难 取代现在广泛应用的锂电池。 这个问题问的真的很专业，但是下面好多 汽车 达人的回答并不完全正确。

首先，来聊聊这个问题存在的误区。我身边有好多课题组在做锂电和石墨烯的相关研究，为了详细的回答这个问题，今天午饭还特意跟相关领域的科研人员讨论了这个话题，现在来为大家详细的解答一下这个问题。首先纠正一下各位 汽车 达人的错误之处主要在于没有对 掺杂石墨烯电池 和 全石墨烯电池 进行区分，而两者的区别无论在 工艺 还是 价格 上都是天壤之别的。在科研界，全石墨烯电池的研究人员也并不多，至于为什么大家也不难想象了。 除了，现在的热点锂离子电池，石墨烯作为电极材料应用在储能材料上的例子比比皆是，例铝离子电池也广泛的应用了石墨烯材料（Advanced,Energy Materials, 2017, 1700051. Advanced Materials, 2017, 29, 1605958,etc),钠离子电池（ Journal of Materials Chemistry，2017,3179 ）等等，总觉得什么材料大家都想用石墨烯掺杂一下看看性能。 以至于业界，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 ，其实这种称谓是有一定的误导性的， 因为石墨烯并未电池材料的主体 。

什么是锂电池，其工作原理是什么？

其实经典的电化学命名规则，充电电池的命名应该是正极在前、负极在后，这样该电池体系应该命名为“氧化钻锂-石墨充电电池”。但大家可以发现名字太难记了，由于充放电过程是通过 锂离子 的移动实现的，日本人便将其命名为“ 锂离子电池 ”，简称为“ 锂电 ”。

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；而负极材料则主要是一些具有嵌锂电位的单质或者化合物，大致主要可以分为碳类负极材料和非碳类负极材料；隔膜主要是用来防止正负极的直接接触而导致短路，一般为不导电的高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜，如PP、PE、PP/PE、PP/PE/PP 等，它具有一定的孔径和孔隙率，保证低电阻和高离子电导率。电解液是锂离子在电池正负极传输的载体，电解质溶液通常使用的电解质是LiPF6，LiClO4 等，溶剂主要有 EC、DMC、PC和ClMC等。

锂离子电池充电时，Li+从正极的富锂层状化合物中脱出，通过电解液，透过隔膜嵌入到负极材料中，这时负极变成了富锂状态，正极为贫锂状态；而放电的过程则相反，Li+首先从负极材料中脱出，经由电解液再返回到正极，此时电子经外电路从负极流向正极，从而使整个充放电过程中的电荷达到守恒。由于Li+可以在正负极材料中反复地嵌入与脱出，使锂电池可以被循环使用；而且如果用一些石墨类的负极材料代替了金属锂，可以避免了锂枝晶的产生，从而提高了锂离子电池的安全性能。下面是以LiFeO4作为锂电池正极材料，碳类材料作为负极材料时的反应方程式：

石墨烯如何在锂离子电池上应用？

石墨烯现在已经被广泛地应用到各个领域的研究。在锂离子电池研究领域也不例外，首先石墨烯的理论比容量比石墨更高，且锂离子在其中的扩散速率也比较快，但是其单独作为负极材料时容量衰减较快，循环性能并不是很理想。所以，研究者更多地是将石墨烯应用到对正负极材料的改性上，也就是制备石墨烯复合材料作为电极，所以这就是我在开头说的全石墨烯电池和石墨烯电池的主要区别所在。

主要包括以下几种：石墨烯基碳负极、石墨烯／硅负极、石墨烯／金属氧化物负极、石墨稀／硫正极等。

石墨烯基锂电池应用前景

我认为石墨烯材料这个泡沫现在确实被吹得太大了。特别是在电池行业，量产，走进人们的生活的可能性微乎其微，主要原因如下：

所以，石墨烯掺杂锂离子电池目前还无法广泛的应用，且由于工艺和成本等原因应用前景堪忧，更别提全石墨烯电池了。

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我对石墨烯的研究已经好多年了，因为石墨烯产业园就在我们常州，这里无数的科研人员在日夜研发攻克难关，这个电池不是不可以研发出来，目前已经研发成功，但是研发的产品必须让市场接受，要满足市场的需求，问题是目前的技术无法符合市场需求，最核心的问题是价格，再没找到最廉价的替代辅助材料之前，你我大家都买不起这个电池，就算买了也没传统电池划算，这样谁会买吧，小材哥还是那句话，市场不认可的老百姓买不起的研发都是屁，等死的货，别推广了，符合人民需求的不推广也被民间口碑推广的！

针对这个问题，现在给出的答案是：暂时石墨烯无法取代锂电池，但是未来可期。

先了解下什么是石墨烯电池，它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。

作为新型黑 科技 “神奇材料”，如果石墨烯材料电池能为新能源车提供动力的话，未来极具发展前景。因为相比锂离子电池，石墨烯材料电池超轻、充电更快，成本也仅有锂电池的70%多。

所以早前，石墨烯电池”概念就已经在新能源 汽车 领域被热炒，且经过了国内外多年的研发，似乎早已从概念逐渐变为现实，不少实验现象和成果都备受众人期待。

石墨烯电池可以说是目前为止最为理想的电池材料，它的优势有很多，几乎是锂电池额短板它都能弥补。

但是石墨烯现阶段还是无法取代锂电池。

相比黑 科技 石墨烯技术，目前作为新能源车市场的主流电池类型——锂电池凭借其相对高的能量密度和成熟的成本优势，备受特斯拉等全球新能源车大厂商青睐。

生产一辆新能源 汽车 ，最终是要交到消费者手中的，现阶段的锂电池成本每千瓦时约为1000元，一辆新能源 汽车 一般需要搭载50-70度电，仅仅电池成本就需要5-7万元。而这样的成本，还是从2009年推广新能源 汽车 至今降下来的。

而石墨烯的成本有多高，相比锂电池，如果同样的石墨烯电池成本怕是和泰山一样大——石墨烯的复杂制造工艺就决定了其居高不下的成本。这也就注定了石墨烯注定是要在实验室里把冷板凳坐穿。

尽管石墨烯技术已经有所成就，并且很多厂商也都在实验室开发石墨烯电池，但石墨烯电池暂时还无法大规模生产。所以，锂电池暂时还无法被取代，不过未来可期。

电池作为电动车的动力来源从一开始就是一个环保伪命题，电池只能作为 汽车 辅助存在。

理由：1.电池通俗理解就是一个装满电子的池子，使用石墨稀或锂无非就是池里多装点电子，锂离子可带的电子比石墨稀高，所以第一个就是错误方向。

2.带电子越多越不稳定，就算石墨稀有了容量突破，结果就是增加一个危险因素。搞不好爆炸比锂电池更可怕。

3.带电子是一种能力，轻松释放电子又是一另一个问题，石墨稀根本就不容易释放电子。这又是一个方向错误的。

所以不用听别人吹牛逼说有突破90%是不靠谱的，当然如果使用石墨稀混合其它更优物质除外。

总结说石墨稀别说代替锂电池，自身能否发展都是一个问题。

纳米出来后借纳米技术炒作，量子出来后借量子技术炒作，石墨烯出来后又有人炒作。技术的突破总是太多人不了解这个技术是什么，反而乱应用、乱借题融资。所以石墨稀电池智者见智吧！

电池在电动车中的地位就相当于人类的心脏一样，是作为动力源和整车的动力源。

目前电动车的主流电池是锂电池，制造成本优势也是相对的成熟了。但是锂电池也有着非常致命的弱点，那就是安全性差以及存在着火灾的风险，此外，锂电池在工作的时候电压变化会很大，是利也是弊，也真是因为这一原因，所以很容易检测到电池的剩余电量。

至于传统的锂电池有这么多的问题，为什么不选择使用石墨烯电池呢？近年来，石墨烯电池这个概念还是非常火的，作为一种新能源的电池也是被很多的国内外专家研究，所以还只是处在一个研究的状态中，想要正式的商用，进行大规模的生产还是有一定的困难的，所以石墨烯技术想要代替锂电池还需要一定的时间等待。

值得一提的是，商人重利轻义，锂电池的市场如果越大的话，那么关于锂电池的维修市场也将继续扩大，一个产业又催生出了另一个产业，为此，不少的人也是从锂电池行业中获得了丰厚的回报。

不过我相信随着新能源 汽车 将取代传统的燃油 汽车 ，所以在新能源 汽车 中，纯电动 汽车 将成为主要的方向，而锂电池或许也会被石墨烯技术所取代，但需要一个时间的更迭。