石墨烯電池、鋰電池、鉛酸電池，到底有什么區(qū)別？哪個更好？

先從一起案件說起。浙江溫州，消費者張女士花3000多買了一輛電動車，官方宣傳內(nèi)置石墨烯電池。結(jié)果張女士回家掃碼發(fā)現(xiàn)，車內(nèi)的電池并非石墨烯電池。張女士通過品牌官方和店家了解到，原來是店家私自把原裝石墨烯電池換成了鉛酸電池。

 

店家表示，要想換回石墨烯電池需要額外付錢。最終，店家把商家告上法庭。經(jīng)法院審理，商家因涉及欺詐消費者，被判決“退一賠三”。

消費者利益得到保障，商家受到懲罰，這是一個十分圓滿的結(jié)果。但這起案件背后，還有一些問題值得思考。

問題一，商家為什么把石墨烯電池換成鉛酸電池？

最直接的原因是便宜。目前的電動車市場上，有兩種主流電池，分別是鋰電池和鉛酸電池。相較于大眾熟知的鋰電池和鉛酸電池，石墨烯電池聽起來明顯更有科技感。在商家的宣傳中，石墨烯電池有諸多優(yōu)點，比如：充電更快、續(xù)航更長、壽命更長，每一點都完美擊中消費者的痛點，所以受到了不少青睞。

電池原材料的變化和電池性能的提升、加之商家的宣傳，都讓石墨烯電池的價格水漲船高?？蓡栴}在于，市場上的石墨烯電池，并非大眾理解的石墨烯電池。

提及石墨烯，大眾首先想到的是新一代材料之王、當代黑金，兩位科學家因為發(fā)現(xiàn)石墨烯獲得諾貝爾獎。在這些光環(huán)的加持下，但凡商品跟石墨烯扯上點關(guān)系，都提升了幾個檔次。在一眾石墨烯商品中，石墨烯電池又是熱度最高的。石墨烯作為一種幾近完美的導熱材料和電導體，近幾年的確逐漸被應用于電池領(lǐng)域，可它的實際效果卻被夸大許多。

所謂的石墨烯電池，并非真正的石墨烯電池！

教育部長江學者、國家杰出青年科學基金獲得者、天津大學化工學院教授楊全紅曾指出：“其實，稱這些電池為石墨烯電池并不十分科學和嚴謹， 并且這個概念也不符合行業(yè)命名原則，非行業(yè)共識。”

目前的電池行業(yè)，一般遵循“正極—負極活性材料”的原則。比如我們常說的鋰電池，其全名為“鈷酸鋰–石墨電池”。為了方便推廣，以正極材料命名為鋰電池。而現(xiàn)有的石墨烯電池，并非以石墨烯為主要正極材料，而是和其他離子一起組成石墨烯某離子電池。在現(xiàn)有的電池技術(shù)中，石墨烯更多是發(fā)揮其導電功能和散熱功能，以添加劑和涂層的形式優(yōu)化鋰電池性能。

基于以上，石墨烯電池本就是個不嚴謹?shù)恼f法。此外，也有專業(yè)人士指出：“不具有層狀結(jié)構(gòu)的石墨烯用作鋰電負極的產(chǎn)業(yè)化前景不樂觀，純石墨烯的充放電曲線與硬碳和活性炭材 料非常相似，還有首次循環(huán)庫侖效率低、沒有充放電平臺及循環(huán)穩(wěn)定性差的缺點。”

這也就意味著，純粹的石墨烯電池現(xiàn)階段并不存在。這主要是因為，石墨烯的成本和技術(shù)都無法適用市場需求。

《Nanowerk》相關(guān)文章指出：“石墨烯薄膜每平方米四萬五千至十萬美元，工業(yè)生產(chǎn)方法和成本正在限制石墨烯的實用性。其認為，當今世界生產(chǎn)的石墨烯質(zhì)量相當差，并不非常適合大多數(shù)應用?！?/p>

復旦大學高分子科學系教授盧紅斌在接受媒體采訪時表示，“目前，石墨烯的平均價格在每公斤1000元”。

相對高昂的價格和并不成熟的提取技術(shù)，都是石墨烯商業(yè)化之路上不可忽視的障礙。不過理論上看，石墨烯電池依舊前景光明。

目前，石墨烯在電池領(lǐng)域也有了一些新的研究進展，比如，石墨烯的準固態(tài)鋰?–?氧電池、石墨烯基三維導電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)儲能電極材料、石墨烯應用于準固態(tài)可充電?N a – C O2?電池、石墨烯基復合電極在非對稱超級電容器上……

此外，石墨烯在商業(yè)市場的應用也逐漸廣泛。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，從2016年到2020年，我國導電劑用石墨烯市場規(guī)模從19億增長至139億元；石墨烯相關(guān)企業(yè)注冊量也從2015年的1003家增長至13422家。

同時，國家有關(guān)部門高度重視石墨烯行業(yè)的發(fā)展?！?span lang="EN-US">2021年工業(yè)化和信息化標準工作要點》中指出，要開展包括高端鋼鐵材料、航空發(fā)動機用高溫合金材料、石墨烯在內(nèi)的多種新材料和關(guān)鍵材料標準制定。

這種種都意味著，石墨烯的技術(shù)研究、商業(yè)化應用都屬于蓬勃發(fā)展階段。相信在不遠的未來，石墨烯電池也能從想象變?yōu)楝F(xiàn)實。