被譽(yù)為“黑金”、“新材料之王”的石墨烯，近年來一直“好事連連”，作為一種新型納米材料，石墨烯深受制造業(yè)廠商和科研人員的青睞。科學(xué)家預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”甚至可能在全球引發(fā)一場顛覆性變革。

華為推出首個(gè)高溫長壽命石墨烯基鋰離子電池

12月1日，華為中央研究院瓦特實(shí)驗(yàn)室宣布其在鋰離子電池領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大研究突破：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。

華為早在2015年就對外宣布與曼徹斯特大學(xué)合作研究石墨烯的應(yīng)用，共同開發(fā)ICT領(lǐng)域的下一代高性能技術(shù)。該項(xiàng)目合作期初定為兩年，研究如何將石墨烯領(lǐng)域的突破性成果應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品和移動(dòng)通信設(shè)備。

而此次華為中央研究院瓦特實(shí)驗(yàn)室在石墨烯基高溫鋰離子電池技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破。據(jù)華為瓦特實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家李陽興博士透露，突破主要來自三個(gè)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(wěn)定性;同時(shí)，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。

“高溫環(huán)境下的充放電測試表明，同等工作參數(shù)下，該石墨烯基高溫鋰離子電池的溫升比普通鋰離子電池降低5℃;60°C高溫循環(huán)2000次，容量保持率仍超過70%;60℃高溫存儲(chǔ)200天，容量損失小于13%。”據(jù)李陽興博士透露，華為快充電池已經(jīng)商用，并將于今年12月底正式對外發(fā)布超級(jí)快充手機(jī)。

石墨烯也可以當(dāng)電池？

但是也有很多人對華為的電池抱有疑問，石墨烯作為一種非活性材料，怎么才能用到電池中呢？華為其實(shí)在通稿中說的很明白，這是石墨烯基鋰電池，不是石墨烯電池。具體說來就是華為利用了石墨烯的優(yōu)秀特性改造了鋰電池。

據(jù)了解，華為石墨烯基鋰離子電池原理是通過在電解液中加入高溫抗分解添加劑，配合高溫穩(wěn)定的大單晶正極，大幅提升電池?zé)岱€(wěn)定性，同時(shí)采用石墨烯進(jìn)行高效散熱。華為給出的解釋是這樣的：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。

所以說華為對于石墨烯的應(yīng)用只是作為一種介質(zhì)加入了鋰電池之中，起到的作用也是散熱和提高壽命等。要是說真正的全石墨烯電池，現(xiàn)在有些過于科幻了，不過這也不代表不可能。前幾天中科院就發(fā)布了一篇微博，公布了雙層石墨烯一維體系具有的奇特電學(xué)及光學(xué)性質(zhì)，這一消息還引得一些“不明真相”的用戶前去嘲諷中科院微博，稱華為都商用了中科院還在研究。但是中科院石墨烯光電現(xiàn)象的研究明顯和華為的石墨烯鋰電池并沒有什么關(guān)系。

石墨烯基鋰電池究竟有多好？

但是石墨烯鋰電池真的就是革命性的技術(shù)么？現(xiàn)在看來這樣說恐怕還為時(shí)尚早。石墨烯商用的最大阻礙——成本，石墨烯用在鋰電池之中，取代的是過去的導(dǎo)電碳或者是石墨電極，而真正的優(yōu)秀石墨烯價(jià)格高達(dá)數(shù)千元每克。

并且如果作為電極嵌鋰材料，石墨烯表面特性容易受到外界影響，穩(wěn)定性等特性難以滿足鋰電池的使用需求，即使在物理特性上，石墨烯也比不過硅材料，據(jù)研究人員給出的數(shù)據(jù)，石墨烯取代石墨的話，只能做到兩倍的性能提升，但是換成硅之后，提升達(dá)到十倍。

如華為自己宣稱，本技術(shù)是主要針對高溫環(huán)境推出，而且根據(jù)電化學(xué)專業(yè)的常識(shí)，大尺寸單晶的技術(shù)勢必會(huì)降低快充放性能，該技術(shù)距離大家期待的快充非常遠(yuǎn)，甚至根本就是不同的技術(shù)路徑。實(shí)際上快充主要是要通過降低材料顆粒大小(但不是無限的)，提高導(dǎo)電劑比例，優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)等來實(shí)現(xiàn)，華為的本項(xiàng)技術(shù)與此方面并無太多交集。與手機(jī)電池快充方面一樣，該技術(shù)也不太可能對動(dòng)力電池快充有什么貢獻(xiàn)。

所以作為傳統(tǒng)鋰電池的補(bǔ)充，石墨烯確實(shí)是比現(xiàn)在的技術(shù)要先進(jìn)很多，但是受制于成本和自身特性，從現(xiàn)在來看是難以在各個(gè)領(lǐng)域取代傳統(tǒng)鋰電池的。總的來說石墨烯鋰電池現(xiàn)在仍然是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品，并且在實(shí)驗(yàn)室中其實(shí)已經(jīng)有過納米技術(shù)等一系列提高熱穩(wěn)定性和壽命的酷炫方法，石墨烯不過是其中之一而已，現(xiàn)在市場和用戶對于石墨烯鋰電池的需求并不迫切。

但是這并不代表石墨烯技術(shù)就是個(gè)花架子了，石墨烯鋰電池現(xiàn)在只是人們對于這種材料的一次嘗試，或許現(xiàn)在石墨烯對于電池性能的提升并不是革命性的，但是在其他領(lǐng)域，石墨烯帶來的改變可能就是天翻地覆的了，比如柔性器件半導(dǎo)體顯示屏、能源材料、超級(jí)電容器、高速晶體管、光電子器件等等。

石墨烯的應(yīng)用正在不斷拓展，而隨著科學(xué)研究的進(jìn)一步探索，石墨烯鋰電池到底能達(dá)到一個(gè)怎樣的高度我們也不得而知。時(shí)代在向前發(fā)展，石墨烯鋰電池也期待著能有新的突破。

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