本文讨论了石墨烯电池作为电动汽车（EV）中的储能系统的潜力。
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电动汽车目前使用的电池
电池等储能系统在电动汽车，插电式混合动力电动汽车（PHEV）和混合动力汽车（HEVS）中起着至关重要的作用。在电动汽车中，电池充当储存电能的唯一能源。目前在电动汽车，PHEV和HEVS中用作储能系统的主要电池类型包括锂离子电池，镍金属氢化物电池，铅酸电池和超球门。
其中，与其他储能系统相比电动汽车电池的极为重要因素。较轻的电池重量意味着一次充电的电动汽车的里程更大。
但是，在电池运行期间，高温，高生产成本以及与死电池回收有关的问题是锂离子电池的主要缺点。因此，近年来，重点已转移到石墨烯电池作为电动汽车的储能系统。
什么是石墨烯？
石墨烯被称为石墨的二维（2D）结构，其中一个平坦的碳原子层被组织成一个支持性的蜂窝状晶格。尽管可以通过几种方式制备石墨烯，但血浆增强化学蒸气沉积（PE-CVD）是生产石墨烯的最合适的技术。
PE-CVD技术的主要好处包括较低的工作底物温度以及无转移和无催化剂的生长。在PE-CVD中，将包括碳在内的特殊气体混合物加热到血浆中，该血浆在铜或镍板上产生一层石墨烯。随后，将石墨烯从板上提取。
石墨烯电池技术和类型
可以根据石墨烯开发许多电池技术和类型。其中最有希望的是锂金属固态电池，固态电池，超级电容器，石墨烯增强的铅酸电池，石墨烯钠离子电池，石墨烯铝制电池和石墨烯锂电池。
石墨烯电池的优势
基于石墨烯的材料具有高孔隙率和欧洲杯足球竞彩更大的表面积，并且非常强大且轻巧。此外，这些材料具有高充电能力和灵活性，并欧洲杯足球竞彩且是热能和电能的良好导体，这使它们成为存储能量的合适材料。
石墨烯的高电导率增加了电极密度并加速电池内的化学反应，从而使功率传递更大，并且较少的热量速度更快。与锂相比，石墨烯的降解也较少，同时提供了改善的性能，从而大大延长了电动电池的寿命。此外，与其他EV电池相比，石墨烯电池也具有成本效益和可持续性。
电动汽车中的石墨烯电池的实施
在不同的基于石墨烯的电池技术和类型中，石墨烯锂离子电池预计将在接下来的1 - 3年内实施，未来4 - 8年内固态电池以及10年内的石墨烯超能力。石墨烯钠离子和石墨烯铝离子电池可能会取代锂离子电池，因为它们便宜得多，更易于回收，并且与锂相比，钠和铝在本质上更丰富。
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石墨烯铝 - 离子电池将来可能成为主要的电动电动电池电池，因为与锂离子细胞相比，石墨烯铝细胞可以快60倍，并且比纯铝细胞具有更多的能量。例如，石墨烯铝 - 离子电池可以在一分钟内为AA电池充电，并在10秒内为电池电池充电。
石墨烯电池的局限性
尽管电动电动汽车中的储能系统有益于基于石墨烯的电池，但仍存在某些限制。最突出的限制是缺乏制造高质量石墨烯电池的批量生产技术。目前，生产成本为1千克石墨烯在数十至数千美元之间，这比活性碳的生产成本（每公斤15美元）高得多。
此外，基于石墨烯的材料的厚度通常仅限于微米，这基本限制了电池的整体容量。欧洲杯足球竞彩此外，石墨烯电池通常表现出容量较差，第一周期损失极高，为50％-60％，并且高电流密度下的循环效率低95％-98％。
此外，由于缺少带隙，因此不能关闭石墨烯，这意味着在不存在电子的材料中没有位置。因此，必须在石墨烯中设计人造带隙以克服挑战。
电动汽车中石墨烯电池的潜力
尽管目前可以在电动汽车中使用石墨烯电池，但由于需要更多的研究来开发质量生产技术并进一步确定材料的实际能力，因此目前尚未在商业上使用。几家公司对石墨烯电池表现出对电动电动汽车的兴趣。
例如，Nanotech Energy最近收到了Fubon Financial Holding的资金，以开发电动汽车的石墨烯增强电池，而西班牙的Graphenano与中国的球员合作开发了基于石墨烯的聚合物电池，该电池可为EV提供最大范围500公里的充电时间不到5分钟。将来，石墨烯可能成为开发大规模储能的关键材料，而石墨烯电池仍然是最有前途的电动汽车电池技术。
参考和进一步阅读
Yu，A。石墨烯电池作为储能。斯坦福大学2017。http://large.stanford.edu/courses/2017/ph240/yu1/
Pistilli，M。（2022年1月10日）。特斯拉是制造石墨烯电池吗？旅店。https://investingnews.com/daily/tech-investing/nano欧洲杯线上买球science-investing/graphene-investing/graphene-battery-tesla/
麦克斯韦，A。（2022年2月8日）。石墨烯电动电池：我们有多远？- 顶级充电器。顶级充电器 - EV充电器评论和指南。https://topcharger.co.uk/graphene-ev-batteries-how-far-away-are-we/#13-what-what-what-is-the-most-promiser-promising-raphene-batter-tatery-tatery-tatery-tatery-
电池电池和特性。（2021年5月29日）。Omazaki集团。https://www.omazaki.co.id/en/electric-car-batteries-and-their-characteristics/
替代燃料数据中心：混合动力和插件电动汽车的电池。（n.d。）。AFDC。https://afdc.energy.gov/vehicles/electric_batteries.html
c，iClodean。等。对电动汽车的不同电池类型的比较。IOP会议系列：材料科学与工程欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球2017。https://iop欧洲杯线上买球science.iop.org/article/10.1088/1757-899x/252/1/012058/pdf#:~: text
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