石墨烯是一種由碳原子緊密排列成六邊型，呈蜂巢晶格的二維晶體，即石墨的單原子層薄片，厚度只有0.35個(gè)納米。但具有極強(qiáng)導(dǎo)電性、超高強(qiáng)度、高韌性、較高導(dǎo)熱性能等數(shù)層光環(huán)，被譽(yù)為將在半導(dǎo)體、光伏、儲(chǔ)能、航天等領(lǐng)域帶來一次材料技術(shù)革命，被譽(yù)為“新材料之王”。

這樣的新材料之王必定會(huì)走進(jìn)各行各業(yè)，比如石墨烯用于電線電纜的電磁防護(hù)、船舶等產(chǎn)品金屬表面的防腐涂料、重金屬污染物的吸附、海水淡化等等領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用前景。這樣的“材料之王”必定會(huì)引起鋰電池方面的超強(qiáng)性能想象。

鋰電池有正極、負(fù)極、隔膜，電解液四大材料構(gòu)成。目前主要應(yīng)用的負(fù)極材料為石墨，石墨烯是石墨中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。石墨烯來源于石墨，各項(xiàng)性能優(yōu)于石墨，人們將其與現(xiàn)在最熱的鋰電池相聯(lián)系，取代石墨當(dāng)負(fù)極，或者用于鋰電其他幾大關(guān)鍵材料會(huì)不會(huì)將鋰電的能量密度大幅提高呢？最近幾年市面上也出現(xiàn)了不少關(guān)于石墨烯鋰電的報(bào)道。

首先是2014年12月4日西班牙Graphenano公司宣布研發(fā)出了石墨烯電池8分鐘成為電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)一個(gè)“重磅炸彈”，引發(fā)了全球產(chǎn)業(yè)界和投資界對(duì)石墨烯在儲(chǔ)能、動(dòng)力電池方面應(yīng)用的關(guān)注。該公司宣稱，一個(gè)鋰電池（以最先進(jìn)的為準(zhǔn)）的比能量數(shù)值為180Wh/kg，而一個(gè)石墨烯電池的比能量則超過600Wh/kg。也就是說，它的儲(chǔ)電量是目前市場上最好的產(chǎn)品的三倍。這種電池的壽命也很長，它的使用壽命是傳統(tǒng)鎳氫電池的四倍，是鋰離子電池的兩倍。用它來提供電力的電動(dòng)車最多能行駛1000千米。而將它充滿電只需要不到八分鐘的時(shí)間。同時(shí)生產(chǎn)這種電池的公司表示，這款石墨烯電池的成本將比鋰電池低77%。是消費(fèi)者們能夠承擔(dān)的價(jià)格。

石墨烯電池、石墨烯基電池傻傻分不清二者有何不同？

2016年7月東旭光電在京舉辦了石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品發(fā)布會(huì)，推出了世界首款石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品——“烯王”。該產(chǎn)品與普通電池相比不僅可在滿足5℃條件下，實(shí)現(xiàn)15分鐘內(nèi)快速充放電，而且可在-30~80℃環(huán)境下工作，循環(huán)壽命更高達(dá)3500次左右。

石墨烯電池、石墨烯基電池傻傻分不清二者有何不同？

華為中央研究院瓦特實(shí)驗(yàn)室在第57屆日本電池大會(huì)上宣布推出業(yè)界首個(gè)高溫長壽命石墨烯基鋰離子電池。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，以石墨烯為基礎(chǔ)的新型耐高溫技術(shù)可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。

石墨烯電池、石墨烯基電池傻傻分不清二者有何不同？

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石墨烯電池還有很多別的報(bào)道，上述三個(gè)報(bào)道屬于關(guān)注度比較高的。

小編查找了相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)西班牙Graphenano公司發(fā)布的石墨烯電池目前沒有人真正見識(shí)過這個(gè)公司的產(chǎn)品，即使相關(guān)基本參數(shù)比如充放電曲線、中值電壓等也無法查找到，后續(xù)也沒有再見到該公司是否投產(chǎn)等消息。

在2016中國國際石墨烯創(chuàng)新大會(huì)上東旭光電副總經(jīng)理王忠輝強(qiáng)調(diào)說：“‘烯王’不是石墨烯電池，而是石墨烯基鋰離子電池。我們?cè)诖饲暗男麄髦幸矎膩頉]有說它是石墨烯電池。”

據(jù)悉“烯王”這款電池正極材料是石墨烯包覆的磷酸鐵鋰，這也是其稱之為石墨烯基電池的原因。

華為瓦特實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家李陽興博士指出，石墨烯基高溫鋰離子電池技術(shù)突破主要來自三個(gè)方面：

1、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；

2、電池正極選用改性的大單晶三元材料，提高材料的熱穩(wěn)定性；

3、采用新型材料石墨烯，可實(shí)現(xiàn)鋰離子電池與環(huán)境間的高效散熱。

可以看出華為石墨烯基電池中石墨烯僅作為散熱材料使用了。

看完上述，吃瓜群眾是不是已經(jīng)對(duì)“石墨烯電池”和“石墨烯基電池”傻傻分不清楚了。

那二者究竟有何不同呢？哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院電化學(xué)科學(xué)與工程系教授袁國輝在接受一些媒體采訪時(shí)表示：“石墨烯電池的概念不符合行業(yè)命名原則，也不是行業(yè)共識(shí)。從專業(yè)的角度，電池的命名一般是遵循‘正極—負(fù)極活性材料’的規(guī)則，鋰離子電池充放電時(shí)，成流反應(yīng)是鋰離子在正、負(fù)極材料中的嵌入和脫出的貢獻(xiàn)。電極中添加石墨烯材料時(shí)，石墨烯的主要作用是提高電極的導(dǎo)電性，盡管可以提高電池的性能，石墨烯的角色并不是鋰離子電池正負(fù)極的活性材料。”

小編還沒看到學(xué)術(shù)界對(duì)此有明確的定義，結(jié)合袁教授的話，參考鋰離子電池的定義，石墨烯電池肯定是石墨烯作為主要的電極材料，而如果僅僅是作為添加劑使用在鋰電池上時(shí)稱之為石墨烯基鋰電池。

目前市面上也未見報(bào)道有石墨烯作為主要正負(fù)極電池材料的電池出現(xiàn)，也就是說石墨烯電池還沒有出現(xiàn)。因?yàn)槭┯米麂囯娯?fù)極產(chǎn)業(yè)化前景渺茫純石墨烯的充放電曲線跟高比表面積硬碳和活性炭材料非常相似，都具有首次循環(huán)庫侖效率極低、充放電平臺(tái)過高、電位滯后嚴(yán)重以及循環(huán)穩(wěn)定性較差的缺點(diǎn)，這些問題其實(shí)都是高比表面無序碳材料的基本電化學(xué)特征。石墨烯的振實(shí)和壓實(shí)密度都非常低，成本極其昂貴，根本不存在取代石墨類材料直接用作鋰離子電池負(fù)極的可能性。所有讀者以后見到“石墨烯電池”，提高警惕，應(yīng)該要想到這多半又是炒作和噱頭噱頭。

至于石墨烯基鋰電池這樣的概念，這樣的報(bào)道和文章出現(xiàn)還是值得一看，因?yàn)槿绻┑膬r(jià)格降下來，石墨烯優(yōu)良的性能在鋰電池上作為導(dǎo)電添加劑和電極復(fù)合材料還是具有可能性。