在很长的一段时间里，石墨烯和量子技术同样，一直是被过度炒作的核心，种种石墨烯纤维、石墨烯内裤等产品层见叠出，一次次革新着我们的底线。其实，作为一种新质料，石墨烯质料其实并不像朋友们想得辣么玄乎。

 

　　石墨烯样品（图片来源于网络）

 

　　我们先说石墨烯在电池负极质料上的使用：石墨烯能和硅基质料搭配起来制成一种硅碳负极质料，大幅晋升电池负极质料的容量，比容量将到达现有石墨负极质料的几倍。

 

　　其实，电池的充放电历程就像一个装卸货的历程，货品是锂离子/原子，充电时，正极放出几许锂原子，负极就要装下几许锂原子，放电历程则与之相反，单位质量正负极质料能够包容的锂原子/离子数目即是比容量。

 

　　当前，三元锂电池的正极质料比容量很高只能做到200mAh/g左右，从NCM523电池到NCM811电池，镍含量接续进步，即是为了晋升正极质料的比容量；锂电池负极质料则普通接纳石墨，比容量的表面上限在370mAh/g左右。

 

　　乍一看，负极质料的比容量还算敷裕，但是换一个思绪想想，既然电池里面的空间有限，若把负极质料的比容量冒死进步，不就可以削减负极质料的总量，把剩下来的空间一切用来塞正极质料了吗？要晓得，当前曾经霸占的石墨烯硅碳负极质料容量曾经到达了1000mAh/g以上。

 

　　更紧张的是，电池中正极质料密度比负极质料大多了（电极质料压实密度参考值：钴酸锂4.15 g/cm；人造石墨1.5 g/cm；磷酸铁锂2.2 g/cm；硅碳复合质料1.4 g/cm），结合这些数据，简单计较一下你就会发现，用硅碳负极质料取代石墨后，果然还能往电芯里塞下近一倍重量的钴酸锂质料，这意味着，一台特斯拉Model 3的续航里程险些能到达1000km了，到那时，你还会考虑燃油车吗？

 

　　另外，石墨烯很大的优势是具备超高的导热性与导电性，这里有两个常识点，石墨烯是当前已知质料中，导热性能很好的质料（5000W/mK），同时也是电阻率很低的质料(10^(-6)Ω·cm)。

 

　　三星研发的石墨烯球（显微布局）

 

　　在现有的锂电池看来，石墨烯的确即是一种天降的神奇质料。好比三元锂电池很怕热，在温度到达200℃后，正极质料就会产生崩解而激励热失控乃至起火；磷酸铁锂电池怕冷，温度降低正极质料析锂才气下降明显，冬季续航腰斩让车主溃散。面对这些疑问，石墨烯不愧为一剂良药。

 

　　合营电池组的热经管体系，石墨烯是很理想的导热介质，能很高效的实现电芯里面的增温降温。另外，石墨烯还能晋升电池正负极的导电性能，想要晋升电池充电速率，进步电池放电功率，石墨烯也是很好的补品。

 

　　好比，2020年中，国内有汽车厂家披露了该公司在石墨烯电池研发工作方面的进展，在昔时年底实现石墨烯电池实车量产测试，应用石墨烯技术的电池将能在8分钟填塞80%电量，同时可实现充电10分钟、续航200-300公里。

 

　　但是，杀青这些数据的实验条件外界是不得而知的，是否放在现实场景中？是否基于现实的量产车型？是否接纳标准的NEDC续航测试技巧？是否接纳了标准充电桩？……唯有放在接近现实场景下测试出的充电时间才是一个能让消费者进行参考的数值。

 

　　但是，当前电池行业里面对于何为石墨烯电池还未有明白的定论，毕竟，现阶段石墨烯仅仅是作为一种辅助质料应用于电池中，要是仅仅为了营销噱头冒死把产品和石墨烯接洽到一路，那本来对技术研发的亵渎。

 

　　2018年，美国公司Fisker曾公布了名为Fisker-EMotion的电动车，据称接纳电池接纳了石墨烯技术的Fisker-EMotion在快充模式下，9分钟内可获得160公里的续航里程，但这款车曾经没有后续消息了。

 

　　另外，石墨烯应用相对大的瓶颈另有费用成分。当今宽泛接纳的负极质料——石墨的单价在5000元左右，计价单位是吨，而高品格的石墨烯的单价也是5000元左右，欠好意思，计价单位是克。现在，跟着制备工艺的接续改进成熟，近几年，石墨烯的费用坐上了滑梯，一路走低。

 

　　在中国人眼前，费用历来不是疑问。同样都是“碳”，曾经的人造钻石也是天价，直到中国人出场了，河南省承包了环球90%以上的人造钻石制造，人造钻石干脆成了“白菜价”。

 

　　其实，作为一种新质料，石墨烯凭借出色的质料特性，一直占有着高光，却可怜被一些行业抓来当成了噱头，在热度之下，晋升电池容量和功率很紧张的途径仍然是晋升正极质料性能，同时，半导体功率元件、热经管体系都是木桶的一块板，不行偏废，没有任何一种技术是真确“万金油”。