自石墨烯發(fā)現(xiàn)以來，關于石墨烯電池的消息從未停歇。
2020年1月15日，廣汽埃安官方宣布，公司旗下石墨烯電池已進入實車量產(chǎn)測試階段，8分鐘內(nèi)實現(xiàn)充電80％，續(xù)航里程可達1000公里。
此舉引爆新能源汽車圈，有的媒體表示“新能源再也不是‘電動爹’了”，也有媒體對此存疑。按新聞傳播邏輯來看，這事應該會發(fā)酵幾天，增加點傳播度。但沒想到打臉來的如此之快——在中國電動汽車百人會上，歐陽明高院士將矛頭直指于此，并斥其為騙子：“如果有人告訴你，這車能跑 1000 公里，幾分鐘充滿電，還安全，成本又很低。以目前的技術來講，他一定是騙子。”
隨后，廣汽埃安又發(fā)布辟謠，聲稱能跑1000公里的電池和8分鐘內(nèi)實現(xiàn)充電80%的電池是兩種，實車量產(chǎn)測試的是硅負極電池，只不過把兩個不同種類的電池放到了一張圖上，引起了誤解。
消息一出，也算是讓輿論暫時平息。但從這件事上來看，不僅說明了大眾對高續(xù)航里程的關注，也反映出了普通人對石墨烯這種新興材料的陌生。從目前技術來看，更大面積應用石墨烯的全石墨烯型電池仍處于實驗狀態(tài)或有限的商業(yè)化中，是什么限制了相關技術的發(fā)展？讓我們先來看看石墨烯到底是什么。
石墨烯最早由安德烈·蓋姆（AndreGeim）和康斯坦丁·諾沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）發(fā)現(xiàn)，他們把膠帶粘住石墨又撕下來，最終得到了石墨烯。由此可見，石墨烯其實是碳元素的同素異形體，它的構(gòu)成非常簡單，就是石墨的二維結(jié)構(gòu)，如果你讀過《三體》，一定還記得“智子”的二維展開情節(jié)，二維平面是沒有厚度的，而石墨烯就是這個準二維平面，它只有一個原子層的厚度。在石墨烯沒有出現(xiàn)前，世界上所有的元素都是三維結(jié)構(gòu)存在的，這就讓石墨烯成為了“夜空中最亮的星”，備受科學家關注。
然而就是這么薄薄一層，卻賦予了石墨烯非常強大的特性：由于是二維結(jié)構(gòu)，它超乎想象的輕，強度卻相當之高，足足比鋼強了300倍，還兼顧了柔韌性。另外，石墨烯也是一種完美的導熱材料，導熱系數(shù)高達3000-5000 W/m·K。同時，石墨烯的導電性能也幾乎完美，電子在其中遷移“仿若無人之境”。
集眾多優(yōu)點于一身，這么好的材料，理應被大規(guī)模應用才對??！然而理想很豐滿，受限于石墨烯的特殊結(jié)構(gòu)，制備石墨烯時極易發(fā)生形變，導致結(jié)構(gòu)缺陷，目前大規(guī)模、大面積制備石墨烯仍有較大挑戰(zhàn)，高純度石墨烯每克價格是黃金10倍以上，這也是為什么石墨烯被業(yè)內(nèi)稱為“黑金”的主要原因。
看到這，答案已經(jīng)呼之欲出。沒錯，限制石墨烯大面積應用在電池的最主要原因就是因為……貴！目前宣稱自己使用了石墨烯電池的企業(yè)，如2020年宣布在米10至尊紀念版上使用了石墨烯電池的小米，以及推出了石墨烯電池的雅迪，都只是在傳統(tǒng)的鋰離子或鉛酸電池中添加了石墨烯，至于用全石墨烯做電池或電容器，目前看來還不可能商用。
那么，石墨烯電池還會產(chǎn)生新風口嗎？大概率是不會了。第一，石墨烯應用在電池中，遠無法和傳統(tǒng)的導電碳/石墨競爭，因為后者的價格是前者的一百萬分之一；第二，石墨烯比表面積過大，受化學影響大，批次穩(wěn)定性低。雖然新風口沒戲，也無法指望通過石墨烯來提升電池容量，但添加了石墨烯導電劑的電池性能確實要比傳統(tǒng)鋰離子電池好上很多，未來石墨烯制備方法完善、價格下降后，預期石墨烯需求量將大幅上升。
另外，在發(fā)熱/散熱領域和光學器件領域，由于石墨烯完美的導熱性及導電性，使用石墨烯做發(fā)熱組件、加熱膜、散熱板及石墨烯集成電路的前景十分廣闊，眾多學者也不斷再探索著石墨烯的相關研究，相信未來石墨烯一定會展現(xiàn)出它的“完全體”，真正造福人類及社會。
