石墨烯锂电池

当前主流新能源汽车电池技术，已从原来的铅酸电池升级为锂电池技术，但是锂电池依然存在难以突破的技术瓶颈，电池续航里程短、充电时间慢、以及能量密度偏低，将石墨烯其运用到锂电池中，使电池具有充电快、储能密度大、续航长、寿命更长等特点。目前，行业内专家对石墨烯电池技术寄予很高的期望，成为了车企及研究机构研发的重点。

  石墨烯锂电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性开发出的一种新型电池，世界上的首款石墨烯聚合材料电池由西班牙graphenano公司和科尔瓦多大学合作研发，其储电量是市场最好产品的三倍，用此电池提供电力的电动汽车最多能行驶1000公里，而其充电时间不到8分钟。虽然此电池具有各种优良的性能，但其成本并不高。Graphenano公司相关负责人称，此电池的成本将比锂电池低77%，完全在消费者承受范围之内。此后全世界的电池企业对于石墨烯都寄予了极高的期待值，此外，在汽车燃料电池等领域，石墨烯还有望带来革命性进步。

  基于石墨烯技术的电池被称为“里程碑式的黑科技”，号称能够延长电动车续航里程、电池寿命，同时缩短充电时间。但石墨烯电池要想在短期内彻底取代锂电池恐怕还有很长的路要走。将电极材料中添加了石墨烯材料就定义为石墨烯电池是存在误导的，目前，石墨烯电池仍有多方面技术难以突破，因此还是一种处于实验室的产物，距离其真正量产仍然遥遥无期。

  基于石墨烯技术的电池实验阶段的成功，无疑将成为电池产业的一个新的发展点。电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛，而电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段，石墨烯储能设备研制成功后，若能批量生产，则将为电池产业乃至电动汽车产业带来新的变革。由于石墨烯拥有超乎想像的导电能力，石墨烯电池概念成为突破电池技术瓶颈的救命稻草，尤其国内电动汽车行业但凡有技术突破都与石墨烯电池挂钩。

  从微观的角度看蓄电池的充放电过程，实际上是一个阳离子在电极中“镶嵌”和“脱离”的过程。所以，如果电极材料中的孔洞越多，则这个过程进行的越迅速，在宏观的角度看则表现为蓄电池充放电的速度越快。石墨烯的微观构造是一个由碳原子所组成的网状结构，因为具有极限的薄度(只有一层原子的厚度)，所以阳离子的移动所受限制很小。同时正因为具有网状结构，由石墨烯所制成的电极材料也拥有充分的孔洞。

  　从这个方面看，石墨烯无疑是一种非常理想的电极材料。使用石墨烯作为电池的阳极材料，其充放电速度将超过锂离子电池的10倍。石墨烯电池价格昂贵，成本较高，所以在制造石墨烯电池时，以目前的工艺和技术暂时是无法降低石墨烯电池价格的。准确的来讲，目前市面上还没有一款真正意义上的“石墨烯电池”，基本上都是在材料中加入一点石墨烯，以提高锂电池的部分性能的石墨烯基锂离子电池。