昨天我們和大家分享了智能手機電池的構成和充放電原理，由此可以得出一個基本的結論：現階段還沒有從結構上的替代方案，在電池體積不變的基礎上想讓電池的能量密度翻幾倍是不現實的。但是，如果從提升充放電效能的思路入手，還是被電池行業抓住了一絲曙光。

01

怎么說呢，如今的智能手機都在追求輕薄性感且減輕壓手感，所以電池容量普遍都在3000mAh到4000mAh之間。在電池容量無法突破的情況下，縮短充電時間就是改善續航表現的發展方向了。比如“充電5分鐘，通話2小時”的廣告就是快充功效的最佳詮釋。

石墨烯參上

在鋰電池的正極、負極、電解液和隔膜中，電荷運動的快慢主要就受制于正負極的材料。好消息是，科研人員很早就發現了一種名為“石墨烯”的材料，可以顯著提升提升鋰電池的可靠性（耐高溫，循環壽命更長）和充電速度（允許更大的電壓和電流輸入）。

02

石墨烯就是把石墨中的堆疊的碳原子分離成單層或者雙層，比如鉛筆在紙上留下的痕跡就可能是幾層甚至是單層石墨烯

石墨烯≠電池

為了增加噱頭，很多廠商在發布含有石墨烯材料的鋰電池時，廠商或媒體都會將其稱為“石墨烯電池”。實際上，“石墨烯電池”的稱呼是不夠嚴謹的。

原因很簡單，石墨烯是一種非常昂貴的材料，成本曾被抄到每克5000元，如果將其替換鋰電池的全部正負極材料，除了特種和科研行業，消費級市場是根本負擔不起的。

現在已經亮相的各種“石墨烯電池”、“石墨烯充電寶”，其原理只是將石墨烯作為傳統正負極材料中的“添加劑”（導電劑或電極嵌鋰材料），就好像化學反應中的催化劑一樣來提升鋰電池電極的導電性，從而實現讓充電時間大幅縮短的目的。

比如華為早前發布的“石墨烯基鋰離子電池”就主打更高的可靠性，該技術的突破源于三個方面：在電解液中加入特殊添加劑，除去痕量水，避免電解液的高溫分解；電池正極選用改性的大單晶三元材料，提高材料的熱穩定性；同時引入采新型材料石墨烯，用于實現鋰離子電池與環境間的高效散熱。

03

實驗結果顯示，以石墨烯為基礎的新型耐高溫技術可以將鋰離子電池上限使用溫度提高10℃，使用壽命是普通鋰離子電池的2倍。

手機商用尚需時日

雖然石墨烯是一種已被認可的鋰電池“添加劑”，但距離它在手機領域全面商業化量產卻還有一段路要走。

04

因為石墨烯的形態、在傳統鋰電池中扮演的角色（作為正極還是負極的添加材料）都會影響最終的充放電性能，尚缺乏統一的認證和標準。比如，三星的“石墨烯電池”就主打更快的充電速度：三星所申請的專利是一種用硅石來合成像三維爆玉米花一樣的“石墨烯球”，然后將這些“球”用作鋰離子電池的材料，可將電池容量提高45%，而充電速度提高至現有標準的5倍。

好消息是，在充電寶領域，石墨烯材料已經被應用在了很多新品上，此類產品的電池容量普遍在5000mAh到10000mAh之間，在電池的正極材料中加入了石墨烯提升了電極的導電性。同時，配合原裝的12V/5A充電器（輸入功率可達60W），可以在15分鐘內充滿5000mAh，40分鐘內充滿10000mAh電芯。

05

可惜，石墨烯充電寶的價格普遍要比同容量的傳統產品貴3倍左右，原裝充電器體積碩大，高速充電時發熱量較高，對充電寶這種體積大結構簡單的設備而言安全相對可控，但要放在更精密的手機領域，其在安全性上卻還有很多的難點沒能攻克。

06

石墨烯的廣泛用途

石墨烯的基本形態是呈晶格的單層碳原子片，除了優化電池性能外，這種材料還可用于柔性顯示器、可穿戴設備和其他下一代電子設備。比如魅族就在2018年2月申請了一份以石墨烯柔性屏幕為載體的手機專利：憑借石墨烯材質屏幕擁有高透光率、低電阻率、耐摔耐撞及可彎曲等特性，成功將阻礙全面屏產品突破極限的前置攝像頭、光線距離傳感器等元器件集成在了石墨烯柔性屏之下，從而完成更高屏占比的全面屏設計。

既然智能手機短期內無法借助“石墨烯”提升充電速度，那各個廠商還有哪些手段來縮短充電時的等待時間呢？