【儀器網 材料化工】近些年石墨烯一直是一個比較熱門的概念，作為2010年諾貝爾物理獎的獲獎成果，石墨烯的應用前景被各界大為看好，在熱性能、力學、電子效應等方面都具有特殊性質的石墨烯甚至被一部分人譽為“可以改變21世紀的神奇材料”。今年的諾貝爾化學獎將人們的目光帶向了鋰電池領域，在鋰電池尋找新的發展方向的同時，石墨烯也早早開始了在新能源電池上的應用探索。
 

 

　　從媒體的報道上看，石墨烯電池的研究似乎已經有了較大的成果。早在2014年，西班牙的Graphenano公司就宣稱他們研制出了塊石墨烯聚合材料電池。我國也不堪落后，2016年，有媒體發布消息稱華為在石墨烯電池領域取得重大突破。今年6月，雅迪正式推出石墨烯電池，成為石墨烯電池商業化應用的又一范例。然而現實真的如媒體報道的那樣嗎？
 

　　石墨烯電池至今沒有明確的定義，按照傳統電池的命名方式，我們可以暫且認為石墨烯電池就是石墨烯在電池反應中起到主要作用的電池。從這一角度出發，目前報道中出現的石墨烯電池都名不副實。
 

　　媒體曾鼓吹過的華為石墨烯電池已被辟謠，華為對它的稱呼是“石墨烯助力的鋰離子電池”，石墨烯在其中的作用是利用良好的散熱性幫助鋰電池散熱，與石墨烯電池完全無關。而雅迪推出的石墨烯電池只是在傳統鉛酸電池中添加了石墨烯材料。三星也曾宣布開發出石墨烯電池，這個因為制造成本而無法工業化的方案也稱不上是真正的石墨烯電池。首先參與到電池反應中的并不是純粹的石墨烯，而是石墨烯球——由石墨烯包裹氧化硅形成的復合材料。其次，將石墨烯球直接作為負極材料，效率要遠遠低于正常碳材料，更像是為了石墨烯而石墨烯。2017年浙大研發的鋁-石墨烯電池對石墨烯的利用比三星更進一步，然而鋁離子電池在性能上還是無法超過鋰電池，并且制造這種石墨烯電極以目前的技術來說難度依然很大，無法投入實用。
 

　　石墨烯電池的概念雖然頗受追捧，但現階段可行的石墨烯電池方案仍然存在于美好的預期中。即使是在鋰電池中的應用，石墨烯依然面臨著許多難點。首先是制備成本，雖然十幾年來，我國的石墨烯制備技術發展得很快，但相對于以噸為單位的傳統碳材料，按克出售的石墨烯還有很長的路要走。其次是工藝不兼容，石墨烯的性質和傳統導電碳材料不同，大表面積帶來的團聚、褶皺等問題都是現在的鋰電池制作工藝無法解決的，與調整工藝帶來的巨大成本相比，石墨烯電池目前能看到的收益有限。在容量上石墨烯電池也沒有競爭力，以硅為負極的電池理論容量為石墨烯的近5倍。這些難題讓石墨烯在鋰電池中的應用進展緩慢，更不用說真正的石墨烯電池。
 

　　從2010年開始，石墨烯進入到大眾視線，開始了石墨烯研究的熱潮，到2015年中國的石墨烯行業出現爆發式增長，有數據預計未來五年石墨烯市場的年均復合增長率將達到56.39%左右，至2023年市場規模將超過3000億元。石墨烯電池的大熱也只是石墨烯行業發展的小小體現。雖然媒體對石墨烯電池十分追捧，但置身其中的企業更應腳踏實地，潛心研究，爭取早日突破，不要讓石墨烯電池僅僅成為一個噱頭。