什么是石墨烯？简述石墨烯电池在汽车上的应用

石墨烯电池其实并不是真正的电池，而是一种新材料超级电容。它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，开发出的一种新能源电池。

石墨烯被研究者和各大媒体誉为新材料之王，是人类已知强度高、韧性好、重量轻、透光率高、导电性佳的新型纳米材料。集万千光芒于一身的石墨烯聚合电池，有着能量高、充电速率快等优点，正好是当今电动汽车的痛点所在。比如早在2015年，华为瓦特实验室在日本第56届日本电池大会上公布的一项快充技术，这款3000mAh的石墨烯电池仅需5分钟，就可获得高达48%的电量。更加有甚者，早在2014年，西班牙Graphenano公司就与西班牙科尔瓦多大学，合作研究出了首例石墨烯聚合材料电池。

在电动汽车当中，电池、电机、电控是核心，而其中的电池则是核心中的核心，电池作为动力能量以及全车电力的来源，担当着十分重要的角色。目前，电动汽车主流的电池都是采用锂离子电池，这种电池能量密度适中，而且也较为成熟，制造成本也比较有优势。但是，锂离子电池也有非常致命的弱点，比如，安全性差，容易引发火灾；比如，充电速度慢，最快也要几个小时。不仅如此，锂离子电池的内部阻抗高。因为锂离子电池的电解液为有机溶剂，其电导率比镍镉电池、镍氢电池的水溶液电解液要低得多，所以，锂离子电池的内部阻抗比镍镉、镍氢电池约大11倍。如直径为18mm、长50mm的单体电池的阻抗大约达90m。除此之外，锂离子电池工作电压变化较大。比如电池放电到额定容量的80%时，镍镉电池的电压变化很小（约20%），锂离子电池的电压变化较大（约40%）。对电池供电的设备来说，这是严重的缺点，但是由于锂离子电池放电电压变化较大，也很容易据此检测电池的剩余电量。

石墨烯的由来与优势

2004年，英国物理学家安德烈盖姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出石墨烯，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。这是人类首次分离出石墨烯，它也即将成为硅的替代品，也被人们称之为黑金，之所以如此，是因为它是世界上目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的纳米材料，并且几乎是透明的存在，可以完美的制作成如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。

石墨烯的应用前景

虽然近两年石墨烯被大肆宣扬，但是实际上其发现前景还不是很乐观，特别是电池行业，走入人们的生活恐怕还要很长时间。

1、商业化要考虑的首要问题就是成本，在锂离子电池中石墨烯重要起到的用途与传统碳/石墨的用途是相似的，一是导电剂，二是可能做电极嵌锂材料，但是原料价格相差成千上万倍。

2、工艺繁琐，后处理污染严重，石墨烯比表面积大，受化学状态影响巨大，批次稳定性，循环寿命等众多细致因素限制，生产工艺及其复杂，而且石墨烯生产要用到大量的硫酸，后处理也很麻烦。

3、石墨烯是可以做导电剂促进快充放，虽然理论上可以提高倍率性能，但是假如分散工艺不到位混料不均，可能性质反倒下降，得不偿失。