石墨烯被研究者和各大媒體譽(yù)為“新材料之王”，是人類已知強(qiáng)度高、韌性好、重量輕、透光率高、導(dǎo)電性佳的新型納米材料。

集萬(wàn)千光芒于一身的石墨烯聚合電池，有著比能量高、充電速率快等優(yōu)點(diǎn)，正好是當(dāng)今電動(dòng)汽車的痛點(diǎn)所在。比如早在2015年，華為瓦特實(shí)驗(yàn)室在日本第56屆日本電池大會(huì)上發(fā)布的一項(xiàng)快充技術(shù)，這款3000mAh的石墨烯電池僅需5分鐘，就可獲得高達(dá)48%的電量。

更有甚者，早在2014年，西班牙Graphenano公司就與西班牙科爾瓦多大學(xué)，合作研究出了首例石墨烯聚合材料電池。

在電動(dòng)車當(dāng)中，三電系統(tǒng)是核心，而其中的電池則是核心中的核心，電池作為動(dòng)力能量以及全車電力的來(lái)源，擔(dān)當(dāng)著十分重要的角色。目前，電動(dòng)車主流的電池都是采用鋰電池，這種電池能量密度適中，而且也較為成熟，制造成本也比較有優(yōu)勢(shì)。但是，鋰電池也有非常致命的弱點(diǎn)，比如，安全性差，容易引發(fā)火災(zāi)；比如，充電速度慢，最快也要幾個(gè)小時(shí)。

不僅如此，鋰離子電池的內(nèi)部阻抗高。因?yàn)殇囯x子電池的電解液為有機(jī)溶劑，其電導(dǎo)率比鎳鎘電池、鎳氫電池的水溶液電解液要低得多，所以，鋰離子電池的內(nèi)部阻抗比鎳鎘、鎳氫電池約大11倍。如直徑為18mm、長(zhǎng)50mm的單體電池的阻抗大約達(dá)90mΩ。

除此之外，鋰電池工作電壓變化較大。比如電池放電到額定容量的80%時(shí)，鎳鎘電池的電壓變化很小（約20%），鋰離子電池的電壓變化較大（約40%）。對(duì)電池供電的設(shè)備來(lái)說(shuō)，這是嚴(yán)重的缺點(diǎn)，但是由于鋰離子電池放電電壓變化較大，也很容易據(jù)此檢測(cè)電池的剩余電量。

石墨烯的由來(lái)與優(yōu)勢(shì)。2004年，英國(guó)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功從石墨中分離出石墨烯，兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這是人類首次分離出石墨烯，它也即將成為硅的替代品，也被人們稱之為“黑金”，之所以如此，是因?yàn)樗鞘澜缟夏壳鞍l(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的納米材料，并且?guī)缀跏峭该鞯拇嬖冢梢酝昝赖闹谱鞒扇缤该鞯挠|摸顯示屏、發(fā)光板和太陽(yáng)能電池板。

現(xiàn)在，已有許多鋰電行業(yè)對(duì)石墨烯在鋰電池里的應(yīng)用展開(kāi)了研究，主要有兩個(gè)方向的研究：①石墨烯用于鋰電正極材料；②石墨烯用于鋰電負(fù)極材料。據(jù)一些新聞報(bào)道，這些實(shí)驗(yàn)性研究所獲得的電化學(xué)性能提升幅度有限，此外成本也很高，即石墨烯暫時(shí)無(wú)法商業(yè)化應(yīng)用于鋰電成本高昂是主因。

石墨烯基鋰電池應(yīng)用前景

石墨烯材料這個(gè)泡沫現(xiàn)在確實(shí)被吹得太大了。特別是在電池行業(yè)，量產(chǎn)，走進(jìn)人們的生活的可能性微乎其微，主要原因如下：

商業(yè)化要考慮的首要問(wèn)題就是成本，在鋰電池中石墨烯主要起到的作用與傳統(tǒng)碳/石墨的作用是相似的，一是導(dǎo)電劑，二是可能做電極嵌鋰材料，但是原料價(jià)格相差成千上萬(wàn)倍。

2.工藝繁瑣，后處理污染嚴(yán)重，石墨烯比表面積大，受化學(xué)狀態(tài)影響巨大，批次穩(wěn)定性，循環(huán)壽命等眾多細(xì)致因素限制，生產(chǎn)工藝及其復(fù)雜，而且石墨烯生產(chǎn)需要用到大量的硫酸，后處理也很麻煩。

3.石墨烯是可以做導(dǎo)電劑促進(jìn)快充放，雖然理論上可以提高倍率性能，但是如果分散工藝不到位混料不均，可能性質(zhì)反倒下降，得不償失。

所以，石墨烯摻雜鋰離子電池目前還無(wú)法廣泛的應(yīng)用，且由于工藝和成本等原因應(yīng)用前景堪憂，更別提全石墨烯電池了。