石墨烯、超级电容和18650，还搞不明白就别回家过年了(转)

白丁

石墨烯、超级电容和18650，还搞不明白就别回家过年了(转) [复制链接]

 

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作为一名工程师，如果你还搞不清楚这三个东西啥关系，就别回家过年啦！如果你不是一名工程师，而仅仅是一名电子爱好者，那你更应该搞明白这三个词说得究竟是什么鬼。这样你才能在朋友（女）面前小露一手。
关键问题来了，为啥石墨烯、超级电容、18650这几个词这么火？它们是怎么搅合在一起的呢？？
这三种东西其实都由来已久了，并不是什么新鲜的东西。但是随着现在大家对新能源的迫切需求和特斯拉的炒作功力，它们就都走进了大众的视线中。 [size=1em]没错，特斯拉中装载的就是松下的18650型号的电池，共有7000多节，总重高达900多斤。 最近国内很火的小牛电动车，号称（注意是“号称”）能够续航100公里也是采用了18650型号锂电池。

还有很多例子，小米移动电源啥的也就不说了。

为何大家都在用18650锂电池？简单来说就是这是目前最成熟最折中合适的一种储能解决方案。

说到储能技术，有三个指标很重要：能量密度，功率密度，充放电次数。

能量密度指的是能量与重量的比值：锂电池可以达到100wh/kg以上，铅酸电池大概在30~40wh/kg，超级电容的能量密度很低大概在0.1~10wh/kg之间。

所以你要是想用铅酸电池，那就太沉了，特斯拉都赶上坦克了。超级电容？还是靠边站吧....你不能开着一辆几吨重的电动车上路吧。

超级电容的优势在哪里呢，就在另外两个指标上了：功率密度和充放电次数。

功率密度指的是最大输出功率与重量之比：越大说明充放电速度越快。

超级电容的功率密度非常之高，可达300W/kg~5000W/kg，这相当于锂电池的2~30倍；因为它仅仅是对能量进行物理上的转移，能量形态并没有发生任何变化，所以充电时间很短，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95%以上；这也保证了充放电次数可以比锂电池高出数倍。深度充放电可循环使用次数超过50万次，这是普通锂电池的500倍，即如果对超级电容每天充放电20次，仍可连续使用68年。究其原因，其在储能的过程中不发生化学反应，储能过程是可逆的，所以超级电容器可以反复充放电数十万次；工作温度范围宽，超低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃，这是“娇生惯养”的锂电池无法适应的。

然而能量密度低的硬伤，让它只能成为一个暂时的储能部分。例如在插电式混动汽车的启停时候，都会用到超级电容快速充放电的特性。效果就是能够实现更快起步和刹车时能量回收。其实真正的储能职责还是交给锂电池。

为了取代锂电池，实现更加完美的储能技术。超级电容就瞄上了石墨烯。海内外的科学家们都在寻找使用石墨烯来制造超级电容的方法，不少已经宣称发明成功。充电只需几秒钟，续航可达几十公里。这些实验室中传出来的消息把锂电池吓破了胆，铺天盖地的媒体也大肆宣扬，锂电池可以退休了，石墨烯超级电容才是未来储能技术的娇宠。其实这些实验室传来的喜讯，离真正的应用还远得很。

也有不少科学家在研究使用石墨烯作为电极材料的超级锂电池，但是经过很多年仍然是处在实验室阶段，目前还没有成熟的解决方案。

石墨烯作为一种万能材料，似乎每过一段时间就会重新搭上其它的产品被炒作起来，一开始是锂电池，之后是超级电容，到现在可穿戴智能设备大行其道，不少人又指出石墨烯的可延展性和良好的可塑性要是应用在可穿戴上前景将十分广阔。目前已经有不少科学家投入到了这个全新的研究当中。

超级电容一旦能够达到锂电池的能量密度，那势必将取代锂电池。电动汽车的性能也将翻番。然而说到现在，18650还是最完美的储能解决方案。

认同的请点赞！不认同的请评论哦~
首先来讲讲什么是石墨烯

石墨烯（Graphene）是从石墨中剥离出来的、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。

所以你明白了嘛？石墨烯其实就是仅由一层碳原子构成的薄片。

听起来没什么了不起，不是吗？

看完接下来的几点特性，也许你就知道石墨烯到底火在哪里了；自然界目前已知最薄、强度最高的材料。又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。世上电阻率最小的材料。常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。

非常致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。

看完了上面的特性，你也许就明白了。这种超薄、超高强度、最低电阻率的材料，非常有潜力取代现在的硅材质，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。它质密高透光度的特性让它成为制作触摸屏等的完美材质。

另不久前，工信部、发改委和科技部等三部委发布《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》，欲在2020年形成完善的石墨烯产业体系，实现石墨烯材料标准化、系列化和低成本化，在多领域实现规模化应用。
说完石墨烯，再来说说什么是超级电容超级电容又名电化学电容器，双电层电容器(Electrical Double-Layer Capacitor)，是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。

突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽，是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种。

接下来八一八18650是个什么鬼？？

18650其实就是最常用的一种锂电池型号，即指电池直径为18mm，长度为65mm，圆柱形。

锂电池大家都很熟悉，在此不在赘述

middfat

学习了

qwqwqw2088

三个东西都挺厉害

caojp2008

说的简单明了，学习了！感谢楼主的付出

maoshen

18650锂电池有种连环爆的感觉

吴下阿蒙

铅酸电池是让人又爱又恨的东西，缺点很明显，笨重，对环境污染大，但成本低，安全可靠。
大家可以可以想一下，让汽车的启动电池换成18650电池组，会有什么样的变化（别谈钱，中国土豪不在乎）。

吴下阿蒙

我去过电信机房的发电间，里面堆满铅酸电池组，人家是一号土豪，根本就不缺钱，为什么不用上锂电池。

飞翔荷兰人号

涨姿势，谢楼主分享

DavidZH

绝对的涨姿势！！！

三代魔王

学习了，感谢楼主

mengshouwen

遗失的乌托邦

学习了