石墨烯電池真的有那么好嗎？石墨烯電池的用途有哪些？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-08-16 14:21
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1、石墨烯是什么？
我們先來看看究竟什么是石墨烯。2004年，英國曼徹斯特大學的蓋姆和諾沃肖洛夫從石墨薄片中剝離出了石墨烯，他們二人因此榮獲2010年諾貝爾物理學獎。這里的石墨烯，是由單層碳原子層構成的蜂窩狀晶格二維原子晶體，理論厚度僅為0.34納米，其具有優(yōu)異的電學、熱傳導、阻隔性等材料性能，因此其在電池領域的應用被很多人看好，稱之為“材料之王”。
學術界一直對石墨烯有個共同的看法，即目前制造石墨烯的成本過高并且技術方面并不完善，若要實現(xiàn)工業(yè)化應用現(xiàn)在還存在很大的困難。即便是現(xiàn)在有企業(yè)宣稱有新的石墨烯產品問世了，石墨烯在這種產品中也多是扮演添加劑的角色，其在電池領域也不例外。
中國科學院物理研究所固態(tài)離子學課題組組長黃學杰教授認為，目前在正極里添加少量石墨烯可以增加正極的電子電導而改善電池的放電倍率特性，但一般添加量不到百分之一，不能說加了一點石墨烯的鋰離子電池就變成了石墨烯電池。
更何況目前的石墨烯電池只是被添加了一些被稱之為多層石墨烯的石墨片層成分而已。從理論上而言，單層石墨烯導電性最好，用于電池充電時間短，而層數(shù)越多導電性越差，用于電池充電時間越長。目前幾乎沒有企業(yè)敢聲稱自己是使用單層石墨烯造出了電池，更多的使用的只是石墨烯的混合物，確切地說是含有少量石墨烯成分的細小的多層石墨微片。
就是一些嚴謹?shù)难芯繖C構在發(fā)表權威論文時也不敢輕易用石墨烯電池的說法。2015年12月中旬，中科院上海硅酸鹽所的研究團隊在《科學》上發(fā)文指出，其研制出一種高性能超級電容器電極材料，一些媒體盛贊：“該材料具有極佳的電化學儲能特性，可用作電動車的‘超強電池’，這種電池的最大亮點就是充電7分鐘，行駛35公里。”而后石墨烯電池概念被爆炒。
但上海硅酸鹽所的官方網站給出的消息是：“中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員黃富強帶領的研究團隊與北京大學、美國賓夕法尼亞大學的科研人員合作，合成了一種有序介孔（中孔之意）少層碳的新型材料。”并且《科學》雜志上的這篇論文也沒有提到石墨烯，而是碳材料。
在學術界看來，目前所熱炒的石墨烯電池還是一個偽概念，目前所標榜的石墨烯電池并不存在。中國有數(shù)十家上市公司布局石墨烯動力電池領域，然而真正拿得出可以大規(guī)模量產裝機產品的幾乎沒有。并且就是在世界范圍內，目前能夠規(guī)?；a的石墨烯電池也沒有。
現(xiàn)在很多公司炒作這個概念其噱頭意義遠大于實用價值。石墨烯材料本身具有的納米材料的高比表面積等性質與現(xiàn)在的鋰離子電池工業(yè)的技術體系也不兼容，因此應用的希望十分渺茫。此，目前石墨烯在電池上的應用，主要是和硅結合在電池負極里面代替原來的石墨，這樣可以多吸帶電荷，提升電池的導電率，減少充放電的電阻，性能提升效果也就僅限如此。事實上，在新能源電池領域，石墨烯電池所謂的顛覆性理論從未得到業(yè)內人士的認可。盡管石墨烯可以做導電劑，促進鋰電池快速充放，理論上能提高倍率性能，但若分散工藝不到位，混料不均，仍難以發(fā)揮效用。
根據目前的發(fā)展態(tài)勢，在新型柔性電池、器件、顯示、催化劑方面，石墨烯可能是有前景的。但是在蓄電池方面，并不看好。
2、石墨烯太貴，即使制成了電池，普通人也消費不起
在鋰電池中應用，石墨烯主要起到的作用，一是導電劑，二是可能做電極嵌鋰材料。其實，這兩點，都是在和傳統(tǒng)的導電碳/石墨競爭。“那么問題來了，你知道導電碳/石墨多便宜么？都是論噸賣的，論克賣的石墨烯哪天能降到這個價？現(xiàn)在鋰電池用的各種材料，都是一噸幾萬、十萬左右的東西，而且天天承受著要求降價的壓力，用石墨烯完全不現(xiàn)實。”這主要是石墨烯太貴。一克上千的價格，這不是一般企業(yè)能夠承受得了的。而數(shù)年前，石墨烯的價格曾高達每克5000元，遠超黃金價格。另外，就是這樣的電池造出來了，消費者也難以承受。
