石墨烯动力电池，真的是“骗局”吗？

编辑 | 国际能源网

近些年来，石墨烯迅速蹿升为材料学新秀。但也有学者批评说，任何石墨烯类产品都是商家骗取智商税的。广汽埃安今年年初也曾为自己的石墨烯电池夸大效果而道歉。

那么，石墨烯动力电池真的是不可实现的吗？

何为石墨烯？

石墨烯是通过物理或化学的方式从石墨中取出薄薄的一层碳原子组成的薄膜。石墨烯究竟有多薄呢？大概只有头发丝直径的二十万分之一。它是2004年英国科学家安德烈和康斯坦丁在研究超薄材料时发现的，两人还因此获得了诺贝尔奖。

发现石墨烯的两位科学家

石墨烯一经问世就在全球科技领域受到了广泛关注。由于性状和结构的改变，石墨烯具有许多其他石墨材料所不具备的优越性。

首先，石墨烯在质量很轻的情况下，具有良好的强度和柔韧性，这一既轻便又坚固的特性让它在新材料领域中一枝独秀。

其次，它的低电阻特性受到超导领域学者的极大关注，而且它已经成为电力传输未来方向之一。

第三，石墨烯具有很强的导电性，正是这一特性被动力电池领域所关注。从理论上来说，在动力电池领域运用石墨稀技术，不但能提升了电池的储电能力，还能够延长电池的使用寿命。

虽然世界各地很多研究人员正在进攻石墨烯，但是也有很多科学家声称，目前世界范围内号称使用石墨烯技术的产品，实际上都是商家的骗术。

这究竟是怎么回事？

真假骗局

因为石墨烯超强的性能可以使用在很多材料领域，但是它高昂的成本让人为之望而却步。于是市面上许多打着石墨烯材料为“卖点”的科技公司在产品在生产时，不是用石墨烯氧化物代替石墨烯欺骗消费者，就是在产品生产时，只是像做菜撒调料一样加了一点微量的石墨烯。事实上真正纯粹的石墨烯产品少之又少，就算能看到，价格也十分惊人。

今年年初，广汽在新车发布会上表示，自己发布的新车型“埃安”上搭载了石墨烯电池，这项技术会大大提高车辆的充电速度和续航能力，达到惊人的充电8分钟，电量能达到80%，并且车辆有着能续航1000公里的惊人性能。

广汽埃安的宣传材料

后来有学者和多家媒体对其宣传产生了质疑，迫于舆论压力，广汽不得不承认在广告宣传方面存在了夸大性能的做法，并澄清自己使用的石墨烯电池不是纯粹的石墨烯电池，在电池的研发上只是加入了少量的石墨烯材料作为性能辅助。

广汽算不算造假？

广汽这种做法算不算造假？我们需要首先需要了解一下石墨烯在动力电池中的作用。石墨烯在电池中可以扮演两个角色：负极材料、正极材料中的导电剂。

传统动力电池中，多是以锂化合物为正极材料，以石墨（碳）为负极材料。正极材料中锂离子越多，带的电就越多。石墨的性能稳定、价格便宜，但能承载的锂离子少。

石墨烯的能量密度是石墨的3到6倍。也就是说如果用石墨烯做负极材料，那么必然能承载更多的锂离子。但石墨烯制造成本实在太高了，目前石墨烯还是以克来计价，便宜的也要10元/克，和以吨计价的石墨不能同日而语。

所以石墨烯电池厂家目前只能用少量的石墨烯，添加到正极材料中充当导电剂。

为什么需要导电剂？因为电池在充放电时，锂离子要在正负极之间来回转移。但以磷酸铁锂和三元材料为正极，其锂离子往负极转移的速度很慢。有了导电剂的加入，锂离子转移的速度就更快。

传统锂电池用的导电剂是炭黑，它的导电能力一般。想要提高电池的快充性能，就需要增加炭黑的含量占比。但是炭黑用多了反而会减少电池的容量。这是一个矛盾。

这时候石墨烯的超强导电能力就用得上了，一个单位的石墨烯就和40个单位炭黑的导电能力相当。广汽埃安就是用石墨烯做导电剂。

石墨烯超强的导电性能在动力电池中被运用

从这个角度看，并不能说广汽的做法是一场“骗局”。

但广汽埃安宣称的快充却面临着另一个问题，那就是充电桩不匹配。广汽埃安的石墨烯电池，按照一般电动车60度电来计算，8分钟想要充满80%的电量，至少要380kW的充电桩才能满足。但目前100kW快充桩我国都还没普及，更不用提380kW的超充桩了。所以说它夸大宣传也是真实存在的。因为现实中几乎找不到满足条件的快充设备，宣称的8分钟充满80%的电量是一张“空头支票”。

石墨烯依然是主导方向

目前多个国家都在开展石墨烯电池的研究，并投入使用。不久前日本东丽公司开发出了锂电池导电助剂等使用的石墨烯新品，将电池寿命提高至1.5倍。报道称东丽将力争尽早量产化，使这种材料销售额在2030年前达到100亿日元（约6亿元人民币）。

之所以有望量产，是因为东丽公司正在用一种比较廉价的方法来制取石墨烯。石墨烯常见生产方法包括机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法等。此次东丽开发出利用氧化来剥离廉价的石墨原料再进行还原的方法。

日本媒体表示，东丽新产品在高浓度下也能保持液体状态，容易在电池正极材料等之上涂布，能将电池的寿命提高至1.5倍。

在中国科学家曹原的新发现之下，石墨烯有可能成为第一种应用在实际生产中的超导材料

虽然石墨烯动力电池目前还没有真正实现量产，尤其是用石墨烯作为负极材料的动力电池更为遥远，但科学家们已经向更远的视野望去。

不久前，来自德国马尔堡大学和芬兰阿尔托大学的一个团队所开发的新材料，他们将碳原子哄骗到新的方向，构建了一种新的碳网络，类似于石墨烯，但具有更复杂的微观结构，是由六边形、正方形和八边形组成。研究人员说，它在某些方面具有更可取的电子特性，可能带来更好的电动汽车电池。

综上所述，石墨烯作为动力电池中应用的一项新技术，确实可以使电池的充电效率提升，但是从现阶段看，因为成本问题，所谓的石墨烯电池“含金量”并不够，石墨烯对于动力电池的充电作用发挥得及其有限。如果随着技术进步，石墨烯成本可以大幅降低，届时“石墨烯”电池将产生真正的意义！

有关石墨烯的研究任重而道远

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