華為P40來(lái)了！就在明天（4月8日），華為將舉行春季新品發(fā)布會(huì)，最新的華為P40系列手機(jī)國(guó)行價(jià)格將公布。之前因?yàn)橐粍t“華為P40將采用石墨烯電池”的消息，一時(shí)引發(fā)熱議，現(xiàn)在“正主”已經(jīng)現(xiàn)身，所有的謠言不攻自破。

　　那么石墨烯電池是什么呢？為什么手機(jī)采用石墨烯電池廣受關(guān)注？石墨烯電池和鋰電池哪個(gè)更好？石墨烯電池和鋰離子電池相比，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？帶著這一系列的問(wèn)題，我們聽(tīng)聽(tīng)鋰電池廠家怎么說(shuō)。請(qǐng)看下文

　　石墨烯電池前幾年在電池行業(yè)比較火熱，但最終沉寂了，目前市場(chǎng)主流電池還是鋰電池。鋰電池由正極、負(fù)極、隔膜、電解液四大核心材料構(gòu)成，目前主要應(yīng)用的負(fù)極材料為石墨。而科學(xué)家們通過(guò)研究得出：石墨烯具有極強(qiáng)導(dǎo)電性、超高強(qiáng)度、高韌性、較高導(dǎo)熱性能等，所以希望其取代石墨充當(dāng)電池負(fù)極，或者用于鋰電池其他關(guān)鍵材料，以期將鋰電池的能量密度和功率密度大幅提高。

　　從目前技術(shù)發(fā)展階段來(lái)看石墨烯電池尚未出現(xiàn)，石墨具有層狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)給鋰離子的嵌入設(shè)置了一個(gè)閘口，是鋰電池具有充放電平臺(tái)和高庫(kù)侖效率的決定因素也是其成為鋰電池關(guān)鍵材料的重要因素之一。

石墨烯電池和鋰電池有什么區(qū)別？

　　石墨烯電池：石墨烯電池，是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個(gè)原子層厚度的準(zhǔn)二維材料，所以又叫做單原子層石墨。利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性，開(kāi)發(fā)出的一種新能源電池。由于高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、超輕薄等特性，石墨烯在航天軍工領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也是極為突出的。

　　石墨烯被研究者和各大媒體譽(yù)為“新材料之王”，是人類已知強(qiáng)度高、韌性好、重量輕、透光率高、導(dǎo)電性佳的新型納米材料。

　　鋰電池：“鋰電池”，鋰離子電池中的鋰離子指的是電池中的儲(chǔ)能物質(zhì)，在充放電過(guò)程中發(fā)生電池反應(yīng)（化學(xué)變化）。是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且可以充電。可充電電池的第五代產(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。

　　石墨稀電池的表現(xiàn)是比鋰電池要好很多，特別是電池的動(dòng)力特性、電容量、壽命等方面。但是目前石墨稀還沒(méi)達(dá)到實(shí)用化階段，離大批量生產(chǎn)還有很長(zhǎng)的路要走。鋰電池在安全性、續(xù)航能力、環(huán)境污染以及充電速度方面存在的巨大短板已經(jīng)開(kāi)始嚴(yán)重限制了各大高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此許多企業(yè)研發(fā)部門(mén)都將目光放到了更先進(jìn)的石墨烯電池上面，并相信這一新型電池未來(lái)將徹底取代已經(jīng)問(wèn)世超過(guò)26年的鋰電池。

石墨烯電池為什么沒(méi)有取代鋰電池？

　　相比較鋰電池，石墨烯電池強(qiáng)度高、韌性好、并且還有質(zhì)量輕、導(dǎo)電性優(yōu)良的特點(diǎn)。早在幾年前，華為就宣布了一項(xiàng)快充的技術(shù)，將3000毫安時(shí)的石墨烯電池進(jìn)行充電僅僅只需要五分鐘就可以充滿接近一半的電量。可見(jiàn)石墨烯電池不僅適用于新能源汽車(chē)，在我們的手機(jī)領(lǐng)域也可以得到廣泛的應(yīng)用。但是這僅僅只是處于實(shí)驗(yàn)階段，距離在市場(chǎng)上得到應(yīng)用還需要很長(zhǎng)的路要走。

　　石墨烯相比于傳統(tǒng)的電池有著更大更多的優(yōu)勢(shì)，在使用壽命上，它的使用壽命是鋰電池的兩倍，是氫化電池的四倍。在重量上，它的重量大概只有傳統(tǒng)電池的一半。在充電的速率方面。石墨烯電池可以提高幾十倍甚至上百倍。

　　其實(shí)我們市場(chǎng)上并非沒(méi)有石墨烯電池的產(chǎn)品，比如說(shuō)在一些高端的醫(yī)療設(shè)備方面。但是這些石墨烯電池也不是我們所期望的純石墨烯電池，只是在鋰電池的基礎(chǔ)上摻雜了一些石墨烯的相關(guān)的技術(shù)，與傳統(tǒng)的鋰電池相比，它帶來(lái)的性能提升也僅僅只有那么一點(diǎn)點(diǎn)。再加上石墨烯的成本十分高昂，它的制造工藝也非常的高，幾乎想要達(dá)到量產(chǎn)的階段，還需要很大的一步路要走。如此高額的成本，再加上性能提升的幅度，一些廠商自然就對(duì)石墨烯電池不感興趣了。

　　就目前來(lái)看，石墨烯電池依然很不成熟并沒(méi)有表現(xiàn)出相對(duì)于鋰電池的重大優(yōu)勢(shì)，所以鋰電池要被取代的時(shí)代，可能不會(huì)那么早到來(lái)。

石墨烯電池和鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)

1、石墨烯電池優(yōu)缺點(diǎn)

（1）石墨烯電池優(yōu)點(diǎn)：

　　1）石墨烯電池是由碳原子組成的單原子層平面薄膜，厚度僅為0.34納米，是目前世界上已知的最輕薄、最堅(jiān)硬的納米材料，透光性好，能折疊；

　　2）儲(chǔ)電量是目前市場(chǎng)最好產(chǎn)品的三倍。一個(gè)鋰電池（以最先進(jìn)的為準(zhǔn)）的比能量數(shù)值為180wh/kg，而一個(gè)石墨烯電池的比能量則超過(guò)600whkg；

　　3）用此電池提供電力的電動(dòng)車(chē)最多能行駛1000公里，而其充電時(shí)間不到8分鐘；

　　4）使用壽命長(zhǎng)。石墨烯電池使用壽命是傳統(tǒng)氫化電池的4倍，是鋰電池的2倍；

　　5）重量輕。石墨烯的特性使得電池的重量可以減少為傳統(tǒng)電池的一半，這樣可以提高裝載該電池的機(jī)器的效率；

　　6）安全穩(wěn)定，新型石墨烯聚碳電容電池，充滿電后用射釘槍打，使其短路，任何反應(yīng)都沒(méi)有；放在火上燒，也不會(huì)發(fā)生爆炸；

（2）石墨烯電池缺點(diǎn)：

　　1）市場(chǎng)上這些石墨烯電池也不是純石墨烯電池，只是在鋰電池的基礎(chǔ)上摻雜了一些石墨烯的相關(guān)的技術(shù)，與傳統(tǒng)的鋰電池相比，它帶來(lái)的性能提升也僅僅只有那么一點(diǎn)點(diǎn)。再加上石墨烯的成本十分的高昂，它的制造工藝也非常的高，石墨烯電池的制作工藝仍然不夠成熟，目前僅處于實(shí)驗(yàn)室階段的它無(wú)法達(dá)到量產(chǎn)的地步。

　　2）工藝特性不兼容。石墨烯比表面積過(guò)大，會(huì)對(duì)現(xiàn)有鋰離子電池的分散均漿等工序帶來(lái)一大堆工藝問(wèn)題。如果電池廠調(diào)工藝會(huì)累死，又沒(méi)有性能指標(biāo)突破性進(jìn)步帶來(lái)的足夠的利潤(rùn)空間驅(qū)動(dòng)，誰(shuí)愿意上這個(gè)技術(shù)？石墨烯表面特性受化學(xué)狀態(tài)影響巨大，批次穩(wěn)定性，循環(huán)壽命等等都有很多問(wèn)題，目前來(lái)看無(wú)法滿足鋰電池生產(chǎn)的一堆細(xì)致的要求。

2、鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)

（1）鋰電池優(yōu)點(diǎn)：

　　1）能量密度高，其體積能量密度和質(zhì)量能量密度分別可達(dá)450W.h/dm3和150W.h/kg，而且還在不斷提高；

　　2）輸出功率大，平均輸出電壓高（約3.6V），為Ni-Cd、Ni-l電池的3倍；

　　3）自放電小，每月10%以下，不到Ni-Cd、Ni-Ml的一半；

　　4）沒(méi)有Ni-Cd、Ni-MH電池一樣的記憶效應(yīng)，循環(huán)性能優(yōu)越；

　　5）可快速充放電，1C充電時(shí)容量可達(dá)標(biāo)稱容量的80%以上；

　　6）充電效率高，第1次循環(huán)后基本上為100%；

　　7）工作溫度范圍寬，-30~+45℃，隨著電解質(zhì)和正極的改進(jìn)，期望能拓寬到-40~+70℃，低溫有可能拓展到-60℃；

　　8）免維護(hù)，無(wú)需進(jìn)行維修；

　　9）使用壽命長(zhǎng)，100%DOD充放電可達(dá)900次以上；當(dāng)采用淺深度（30%DOD）充放電時(shí)，循環(huán)次數(shù)已經(jīng)超過(guò)了5000次。

（2）鋰電池缺點(diǎn)：

　　1）成本高，主要是正極材料LiC002的價(jià)格高，隨著正極技術(shù)的不斷發(fā)展，可以采用LiMn204、LiFeP04等為正極，從而有望大大降低鋰離子電池的成本；

　　2）必須有特殊的保護(hù)電路，以防止過(guò)充或過(guò)放；

　　3）與普通電池的相容性差，因?yàn)橐话阋谟?節(jié)普通電池（3.6V）的情況下才能用鋰離子電池進(jìn)行替代。

　　總體而言，石墨烯電池雖然在性能方面遠(yuǎn)勝傳統(tǒng)鋰電池，但是在電動(dòng)車(chē)電池領(lǐng)域的應(yīng)用上還是無(wú)法取代鋰電池的地位。盡管如此石墨烯電池的研發(fā)也仍在繼續(xù)，工藝的簡(jiǎn)化與材料的優(yōu)化都是其重點(diǎn)，未來(lái)用作電動(dòng)車(chē)電池也可能不是夢(mèng)想。

　　石墨烯電池被認(rèn)為是未來(lái)具潛力的材料之一，但就目前而言，它的泡沫成分大于實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，阻礙這種材料普及的因素很多，可量產(chǎn)性和成本則是最主要的普及障礙，石墨烯電池要想在短期內(nèi)徹底取代鋰電池恐怕還有很長(zhǎng)的路要走。

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