石墨烯锂电池应用前景渺茫

自从英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆(AndreGeim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(KonstantinNovoselov)二人因为“二维石墨烯材料的开创性实验”共同获得2010年诺贝尔物理学奖之后，任何与石墨烯有关的新闻或者研究成果都受到了人们极大的关注。最近两年，石墨烯相关“产业”在国内也是如火如荼，与石墨烯有关的数十支概念股一再被爆炒。

国际上当然也没闲着，比如一则轰动性的新闻报道宣称：西班牙Graphenano公司(一家工业规模生产石墨烯的公司)同西班牙科尔瓦多大学合作研究出全球首个石墨烯聚合材料电池，储电量是目前市场最好产品的3倍，用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里，而充电时间不到8分钟。

Graphenano公司相关负责人称，虽然此电池具有各种优良的性能，但成本并不高，该电池的成本将比一般锂离子电池低77%，完全在消费者承受范围之内。这则消息在国内被很多媒体转载报道，在新能源汽车界和锂电界引起了很大反响。最近有不少朋友询问笔者：“会做石墨烯电池吗？石墨烯电池前景如何？什么时候量产？”笔者相信，很多锂电界同仁也有类似的问题。并不是所有人都有电化学或者材料学背景，关注石墨烯电池也可能是出于不同目的，所以他们都不会问一个最基本的问题：什么是石墨烯电池？

在本文中，笔者希望能够揭开笼罩在石墨烯电池上面的神秘面纱，让大家真正了解石墨烯在电化学储能方面的应用价值，而不是被一些非专业的记者或者炒作者蒙蔽，即便真相也许并不是那么鼓舞人心。

什么是石墨烯？先来看看维基百科的定义：“石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系數高達5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-8俜m，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。”

最薄、最坚硬、最导热、最导电，这所有的光环都在告诉人们，石墨烯是一种多么神奇的材料啊！但是笔者要提醒的是，国际上对Graphene的定义是1-2层的nanosheet才能称之为是Graphene，并且只有没有任何缺陷的石墨烯才具备这些完美特性，而实际生产的石墨烯多为多层且存在缺陷。

石墨烯主要有如下几种生产方法：

机械剥离法。当年Geim研究组就是利用3M的胶带手工制备出了石墨烯的，但是这种方法产率极低而且得到的石墨烯尺寸很小，该方法显然并不具备工业化生产的可能性。

化学气相沉积法(CVD)。化学气相沉积法主要用于制备石墨烯薄膜，高温下甲烷等气体在金属衬底(Cu箔)表面催化裂解沉积然后形成石墨烯。CVD法的优点在于可以生长大面积、高质量、均匀性好的石墨烯薄膜，但缺点是成本高工艺复杂存在转移的难题，而且生长出来的一般都是多晶。

氧化-还原法。氧化-还原法是指将天然石墨与强酸和强氧化性物质反应生成氧化石墨(GO)，经过超声分散制备成氧化石墨烯，然后加入还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团后得到石墨烯。氧化-还原法制备成本较低容易实现，成为生产石墨烯的最主流方法。但是该方法所产生的废液对环境污染比较严重，所制备的石墨烯一般都是多层石墨烯或者石墨微晶而非严格意义上的石墨烯，并且产品存在缺陷而导致石墨烯部分电学和力学性能损失。

溶剂剥离法。溶剂剥离法的原理是将少量的石墨分散于溶剂中形成低浓度的分散液，利用超声波的作用破坏石墨层间的范德华力，溶剂插入石墨层间，进行层层剥离而制备出石墨烯。此方法不会像氧化-还原法那样破坏石墨烯的结构，可以制备高质量的石墨烯。缺点是成本较高并且产率很低，工业化生产比较困难。

此外，石墨烯的制备方法还有溶剂热法、高温还原、光照还原、外延晶体生长法、微波法、电弧法、电化学法等，这些方法都不及上述四种方法普遍。

在此，笔者介绍一个新名词：还原氧化石墨烯，即RGO。一般来说，氧化石墨烯是由石墨经强酸氧化，然后再经过化学还原或者热冲击还原得到。目前市场上所谓的“石墨烯”绝大多数都是通过氧化-还原法生产的氧化石墨烯，石墨片层数目不等，表面存在大量的缺陷和官能团，无论是导电性、导热性还是机械性都跟获得诺贝尔奖的石墨烯是两回事。严格意义上而言，它们并不能称为“石墨烯”。

当前“石墨烯电池”这一名词很火热。事实上，国际锂电学术界和产业界并没有“石墨烯电池”这个提法。笔者搜索维基百科，也没有发现“graphenebattery”或者“grapheneLi-ionbattery”这两个词条的解释。

根据美国Graphene-info这个比较权威的石墨烯网站的介绍，“石墨烯电池”的定义是在电极材料中添加了石墨烯材料的电池。在笔者看来，这个解释显然是误导。根据经典的电化学命名法，一般智能手机使用的锂离子电池应该命名为“钴酸锂-石墨电池”。

之所以称为“锂离子电池”，是因为SONY在1991年将锂离子电池投放市场的时候，考虑到经典命名法太过复杂一般人记不住，并且充放电过程是通过锂离子的迁移来实现的，体系中并不含金属锂，因此就称为“Lithiumionbattery”。最终“锂离子电池”这个名称被全世界广泛接受，这也体现了SONY在锂电领域的特殊贡献。

目前，几乎所有的商品锂离子电池都采用石墨类负极材料，在负极性能相似的情况下，锂离子电池的性能很大程度上取决于正极材料，所以现在锂离子电池也有按照正极来称呼的习惯。比如，磷酸铁锂电池(BYD所谓的“铁电池”不在笔者讨论范畴)、钴酸锂电池、锰酸锂电池、三元电池等，都是针对正极而言的。

那么以后如果电池负极用硅材料，会不会叫做硅电池？也许可能吧。但不管怎么样，谁起主要作用就用谁命名。照此推算，如果要叫石墨烯电池一定要是石墨烯起主要电化学作用的电池。就好比添加了炭黑的钴酸锂电池，总不能叫炭黑电池吧？为了进一步澄清“石墨烯电池”的概念问题，我们先总结一下石墨烯在锂离子电池中可能(仅仅是可能性)的应用领域。

负极：1、石墨烯单独用于负极材料；2、与其它新型负极材料，比如硅基和锡基材料以及过渡金属化合物形成复合材料；3、负极导电添加剂。

正极：主要是用作导电剂添加到磷酸铁锂正极中，改善倍率和低温性能；也有添加到磷酸锰锂和磷酸钒锂提高循环性能的研究。

石墨烯功能涂层铝箔，其实际性能跟普通碳涂覆铝箔(A123联合汉高开发)并无多少提高，反倒是成本和工艺复杂程度增加不少，该技术商业化的可能性很低。

从上面的分析可以很清楚地看到，石墨烯在锂离子电池里面可能发挥作用的领域只有两个：直接用于负极材料和用于导电添加剂。

用作锂电负极产业化前景渺茫

我们先讨论下石墨烯单独用做锂电负极材料的可能性。纯石墨烯的充放电曲线跟高比表面积硬碳和活性炭材料非常相似，都具有首次循环库仑效率极低、充放电平台过高、电位滞后严重以及循环稳定性较差的缺点，这些问题其实都是高比表面无序碳材料的基本电化学特征。

石墨烯的振实和压实密度都非常低，成本极其昂贵，根本不存在取代石墨类材料直接用作锂离子电池负极的可能性。既然单独使用石墨烯作为负极不可行，那么石墨烯复合负极材料呢？

石墨烯与其它新型负极材料，比如硅基和锡基材料以及过渡金属化合物形成复合材料，是当前“纳米锂电”最热门的研究领域，在过去数年发表了上千篇paper。复合的原理，一方面是利用石墨烯片层柔韧性来缓冲这些高容量电极材料在循环过程中的体积膨胀，另一方面石墨烯优异的导电性能可以改善材料颗粒间的电接触降低极化，这些因素都可以改善复合材料的电化学性能。

但是，并不是说仅仅只有石墨烯才能达到改善效果，笔者的实践经验表明，综合运用常规的碳材料复合技术和工艺，同样能够取得类似甚至更好的电化学性能。比如Si/C复合负极材料，相比于普通的干法复合工艺，复合石墨烯并没有明显改善材料的电化学性能，反而由于石墨烯的分散性以及相容性问题而增加了工艺的复杂性而影响到批次稳定性。

如果综合考量材料成本、生产工艺、加工性和电化学性能，笔者认为，石墨烯或者石墨烯复合材料实际用于锂电负极的可能性很小产业化前景渺茫。

用作导电剂无明显优势

我们再来说说石墨烯用于导电剂的可能性，现在锂电常用的导电剂有导电炭黑、乙炔黑、科琴黑，SuperP等，现在也有电池厂家在动力电池上开始使用碳纤维(VGCF)和碳纳米管(CNT)作为导电剂。

石墨烯用作导电剂的原理是其二维高比表面积的特殊结构所带来的优异的电子传输能力。从目前积累的测试数据来看，VGCF、CNT以及石墨烯在倍率性能方面都比SuperP都有一定提高，但这三者之间在电化学性能提升程度上的差异很小，石墨烯并未显示出明显的优势。

那么，添加石墨烯有可能让电极材料性能爆发吗？答案是否定的。以iPhone手机电池为例，其电池容量的提升主要是由于LCO工作电压提升的结果，将上限充电电压从4.2V提升到目前i-Phone6上的4.35V，使得LCO的容量从145mAh/g逐步提高到160-170mAh/g(高压LCO必须经过体相掺杂和表面包覆等改性措施)，这些提高都跟石墨烯无关。

也就是说，如果你用了截止电压4.35V容量170mAh/g的高压钴酸锂，你加多少石墨烯都不可能把钴酸锂的容量提高到180mAh/g，更别说动不动就提高几倍容量的所谓“石墨烯电池”了。添加石墨烯有可能提高电池循环寿命吗？这也是不可能的。石墨烯的比表面积比CNT更大，添加在负极只能形成更多的SEI而消耗锂离子，所以CNT和石墨烯一般只能添加在正极用来改善倍率和低温性能。

但是，石墨烯表面丰富的官能团就是石墨烯表面的小伤口，添加过多不仅会降低电池能量密度，而且会增加电解液吸液量，另外一方面还会增加与电解液的副反应而影响循环性，甚至有可能带来安全性问题。那么成本方面呢？目前石墨烯的生产成本极其昂贵，而市场上所谓的廉价“石墨烯”产品基本上都是氧化石墨烯。

即便是氧化石墨烯成本也高于CNT，而CNT的成本又比VGCF高。而且在分散性和加工性方面，VGCF比CNT和石墨烯更容易操作，这正是为什么昭和电工的VGCF正逐渐打入动力电池市场的主要原因。可见石墨烯在用作导电添加剂方面，目前跟CNT和VGCF在性价比方面并没有优势可言。

当前国内石墨烯的火热形势，让笔者联想到了十几年前的碳纳米管(CNT)。如果对比石墨烯和CNT，我们就会发现这两者有着惊人的相似之处，都具有很多几乎完全一样的“奇特的性能”，当年CNT的这些“神奇的性能”现在是完全套用在了石墨烯身上。CNT是在上世纪末开始在国际上火热起来的，2000-2005年之间达到高潮。CNT据说功能非常之多，在锂电领域也有很多“独特性能”。

但是二十多年过去了，至今也没看到CNT的这些“奇特的性能”在什么领域有实实在在的规模化应用。在锂电方面，CNT也仅仅是用作正极导电剂这两年在LFP动力电池里面开始了小规模的试用(性价比仍不及VGCF)，而LFP动力电池已经注定不可能成为电动汽车主流技术路线。

相比于CNT，石墨烯在电化学性能方面与之非常相似并无任何特殊之处，反倒是生产成本更高，生产过程对环境污染更加严重，实际操作和加工性能更加困难。根据自己多年的锂电研发和生产经验，笔者并不认为石墨烯会在锂离子电池领域有多少实际应用价值，当前所谓的“石墨烯电池”纯属炒作。对比CNT和石墨烯，笔者要说的是“历史总是何其相似”！

石墨烯的真正应用前景在哪？

未来石墨烯在锂离子电池上的应用前景微乎其微的。相比于锂离子电池，笔者认为石墨烯在超级电容器尤其是微型超级电容器方面的应用前景似乎稍微靠谱一点点，但是我们仍然要对一些学术界的炒作保持警惕。

其实，看了很多这些所谓的“学术突破”,你会发现很多教授在其paper里有意无意地混淆了一些基本概念。目前商品化的活性炭超级电容器能量密度一般在7-8Wh/kg，这是指的是包含所有部件的整个超级电容器的器件能量密度。而教授们提到的突破一般是指材料的能量密度，所以实际中的石墨烯超电远没有论文中提到的那么好。

相对而言，微型超级电容器的成本要求并没有普通电容器那么严格，以石墨烯复合材料作为电化学活性材料，并选择合适的离子液体电解液，有可能实现制备兼具传统电容器和锂离子电池双重优势的储能器件，在微机电系统(MEMS)这样的小众领域可能(仅仅只是可能)会有一定的应用价值。

延伸阅读：石墨烯电池新闻有无真货？

当前关于石墨烯电池的新闻有很多，比如国内首个石墨烯手机用的石墨烯电池。笔者首先找到的是2014年据Tesla创始人兼首席执行官ElonMusk表示，特斯拉准备将ModelS、即将面世的ModelX跨界车以及平价电动车型Model3的性能再度升级。

“我们汽车的续航里程将有可能突破500英里。实际上，我们的开发进度非常快，但是汽车价格可能会随之提升。不久的将来，特斯拉电动车的续驶里程有望再度提升”。他在接受英国汽车周刊《AutoExpress》的采访时说道。

Musk并没有透露这个计划的细节，但是根据众多媒体的报道，用石墨烯制造的“超级电池”有可能是特斯拉实现该计划的关键。笔者查找了几个国外相关报道，无一例外地都说消息源自中国媒体报道。事实很明显，Musk压根没有说过用石墨烯或者石墨烯电池，中国的媒体人杜撰了特斯拉使用“石墨烯电池”作为下一代电动汽车电池的新闻报道。

另外一个就是西班牙的石墨烯电池。西班牙人宣称，一个锂电池(以最先进的为准)的比能量数值为180Wh/kg,而一个石墨烯电池的比能量则超过600Wh/kg。也就是说，它的储电量是目前市场上最好的产品的三倍。这种电池的寿命也很长，它的使用寿命是传统镍氢电池的四倍，是锂离子电池的两倍。用它来提供电力的电动车最多能行驶1000千米。而将它充满电只需要不到八分钟的时间。

但是，目前没有人真正见识过这个公司的产品，即使相关基本参数比如充放电曲线、中值电压等也无法查找到。笔者根据自己多年的锂电知识判断，这样的电池性能是不可能达到的，如果该电池仍然采用普通锂离子电池的嵌入式反应原理的话。另外，假如这是一种用了石墨烯的二次空气电池，那么它显然也不能被称作“石墨烯电池”。至于这个西班牙石墨烯电池到底是真是假，即“仁者见仁智者见智”了。

首款石墨烯基锂离子电池“烯王”遭质疑

7月9日，东旭光电公司宣称，推出了世界首款石墨烯基锂离子电池产品——“烯王”。东旭光电方面称，通过测试，“烯王”充电用时15分钟，其充电效率是普通充电产品的24倍，可在-30℃—80℃环境下工作，循环寿命高达3500次左右。（图片略）

“‘烯王’的落地开启了石墨烯在能源领域的应用时代。”东旭光电投资负责人、上海碳源汇谷董事长王忠辉表示：“该石墨烯技术是石墨烯在锂电池应用史上的一次革命性突破，是石墨烯业界翘首以盼的真正的杀手级应用。”

消息一出，很快资本市场的一些“猎手们”声称，“烯王”的问世标志着中国诞生了真正意义上的石墨烯电池，代表着我国在石墨烯技术上已领先于世界别国，将带来整个电池产业的变革。

关于石墨烯电池，“给智能手机充满电只要几秒钟，新能源车一次充电8分钟，可行驶1000公里……”近些年，在很多文章以及演讲场合中，人们时常可以听到这样的说法。

在全世界范围内，这些年新能源汽车发展迅速，但目前，好的电动汽车充一次电至少需花2个小时，大约可跑300公里，而这已经是极高的效率了，更多的电动汽车充一次电则需要花3-4个小时甚至是更多的时间。石墨烯电池概念的出现，让很多人看到了希望。因此有关石墨烯电池的任何风吹草动，都会在市场上引起很大的风浪。“烯王”落地，东旭光电的股价立刻就开启暴涨模式，一周涨幅曾达40%。数据显示，东旭光电在近20日的股价涨达60%左右。

1、目前制备石墨烯极其困难是学界共识

在回答这个问题之前，我们先来看看究竟什么是石墨烯。2004年，英国曼彻斯特大学的安德烈?盖姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫从石墨薄片中剥离出了石墨烯，他们二人因此荣获2010年诺贝尔物理学奖。这里的石墨烯，是由单层碳原子层构成的蜂窝状晶格二维原子晶体，理论厚度仅为0.34纳米，其具有优异的电学、热传导、阻隔性等材料性能，因此其在电池领域的应用被很多人看好，称之为“材料之王”。

英国曼彻斯特大学的安德烈?盖姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫从石墨薄片中剥离出了石墨烯，他们二人因此荣获2010年诺贝尔物理学奖。但实际上，学术界一直对石墨烯有个共同的看法，即目前制造石墨烯的成本过高并且技术方面并不完善，若要实现工业化应用现在还存在很大的困难。

比如要想获得电学和机械性能都最佳的石墨烯样品，依然需要依靠最费时费力费钱的手段——机械剥离法，即用胶带粘到石墨上，手工把石墨烯离析出来。2004年诺沃肖洛夫他们就是这么制备出石墨烯的。尽管所需的设备和技术含量看起来都很低，但问题是成功率更低，弄点儿样品做研究还可以，要是进行工业化生产，这样的手段毫无用途，就是掌握了全世界的石墨矿也没有任何商业价值。

2、号称能量产的多为石墨微片或畸形圆环，并非真正的石墨烯

经过这些年的努力，尽管科学家们找到了一些能够增加产量、又能够降低成本的石墨烯制造方法，但是迄今为止还没有真的能适合工业化低成本大规模推广生产的技术。一些厂家宣称可以量产百吨级别的石墨烯，其实量产出来的根本就不是真正的石墨烯物质。得到的除了单层的石墨烯，还有两层的、三层的甚至更多层数的石墨微片。

在另外一个方面，就是用一些新的生产方法得到大量的单层的石墨烯，虽然一片石墨烯的中央部分是完美的六元环，但在边缘部分往往会被打乱，成为五元环或七元环。如果制成石墨烯产品，这些畸形环不但分布在边缘，还存在于每“一片”在做出来的石墨烯内部，成为结构弱点、容易断裂。

中国科学院院士、中国科学院物理研究所研究员高鸿钧说，在实际应用中，只有没有任何缺陷的石墨烯才具备强大特性。否则，整个石墨烯产品的强度要被大幅削弱。而事实上，也正是这样的障碍，真正意义上的石墨烯电池大规模商业化生产目前为时尚早。

北京有色金属研究总院高级工程师、清华大学博士刘冠伟在接受北京科技报采访时表示，即便是现在有企业宣称有新的石墨烯产品问世了，石墨烯在这种产品中也多是扮演添加剂的角色，其在电池领域也不例外。

上海交通大学微纳科学与技术研究院研究员、博士生导师魏良明主要从事新一代高性能锂离子电池/超级电容器以及传感器的研究，他说，现在石墨烯作为单一的产品还未有应用突破，在东旭光电宣称的世界首款石墨烯基锂离子电池产品中，石墨烯在其中仅仅是导电或者是电极嵌锂的复合材料。

3、东旭光电公布的“烯王”参数真实性有待检测

石墨烯电池又被称之为超级电池，按照一些科学家们的设想，其应该是利用石墨烯材料打造的全新形态的电池。但是因为技术实现的困难，目前国际上并没有取得太大的进展。这些年中国也并没有从全新体系下研发石墨烯电池，目前主流的设想是利用石墨烯改造现有的锂电子电池，东旭光电推出的“烯王”也是这种思路下的产物。

正如专家所分析的，为了避免外界的非议和质疑，东旭光电自身的确没有将“烯王”直接称之为石墨烯电池，市场上盛传的概念主要是来自资本市场及外界的炒作。

尽管东旭光电方面也公布了“烯王”的一些参数。但是有业界人士表示，参数的真实性还有待检测。中国科学院物理研究所固态离子学课题组组长黄学杰教授说，电池电性能主要有：比能量、能量密度、充放电倍率、循环寿命、日历寿命、安全性、自放电率、工作温度范围等，可以根据不同的应用需求进行设计。而东旭光电在发布会上只提到了充放电倍率、寿命、工作温度范围等三个参数，这种单独提出几个参数的讨论方法一般适用于科研论文，如果作为产品，就必须就电池性能的所有参数展开讨论。

“由于他们公布的参数不全，电池的能量密度究竟是多少，还无法判断，电池的性能究竟怎么样目前也不好做出评价。”刘冠伟表示。

在一些研究石墨烯的行业人士看来，“烯王”这样的石墨烯基锂电池实际上就类似于一个充电宝，或许能提高充放电速度，但对于电池的容量并没有什么改观。并没有取得革命性的突破。

4、严谨的研究机构发表论文时不敢轻言”石墨烯电池”

中国科学院物理研究所固态离子学课题组组长黄学杰教授认为，目前在正极里添加少量石墨烯可以增加正极的电子电导而改善电池的放电倍率特性，但一般添加量不到百分之一，不能说加了一点石墨烯的锂离子电池就变成了石墨烯电池。

更何况目前的石墨烯电池只是被添加了一些被称之为多层石墨烯的石墨片层成分而已。从理论上而言，单层石墨烯导电性最好，用于电池充电时间短，而层数越多导电性越差，用于电池充电时间越长。目前几乎没有企业敢声称自己是使用单层石墨烯造出了电池，更多的使用的只是石墨烯的混合物，确切地说是含有少量石墨烯成分的细小的多层石墨微片。

就是一些严谨的研究机构在发表权威论文时也不敢轻易用石墨烯电池的说法。2015年12月中旬，中科院上海硅酸盐所的研究团队在《科学》上发文指出，其研制出一种高性能超级电容器电极材料，一些媒体盛赞：“该材料具有极佳的电化学储能特性，可用作电动车的‘超强电池’，这种电池的最大亮点就是充电7分钟，行驶35公里。”而后石墨烯电池概念被爆炒。但上海硅酸盐所的官方网站给出的消息是：“中国科学院上海硅酸盐研究所研究员黄富强带领的研究团队与北京大学、美国宾夕法尼亚大学的科研人员合作，合成了一种有序介孔(中孔之意)少层碳的新型材料。”并且《科学》杂志上的这篇论文也没有提到石墨烯，而是碳材料。

据了解，黄富强在投稿过程中一直采用“介孔石墨烯”的名称，最后出版时改用少层碳。他们认为，外界将其超级电容器称作电池也不妥当。事实上，超级电容器确实并非电池，而是介于二次电池和传统电容器之间的一种电化学储能装置。但是现在人常常混淆电容器与电池的概念，把现在利用石墨烯或者石墨多层微片制造的电容器当成了电池，国内外制造的超级电容器当成了超级电池。

5、炒作”石墨烯电池”概念其噱头意义远大于实用价值

在学术界看来，目前所热炒的石墨烯电池还是一个伪概念，目前所标榜的石墨烯电池并不存在。中国有数十家上市公司布局石墨烯动力电池领域，然而真正拿得出可以大规模量产装机产品的几乎没有。并且就是在世界范围内，目前能够规模化生产的石墨烯电池也没有。

在刘冠伟看来，现在很多公司炒作这个概念其噱头意义远大于实用价值。他甚至表示，石墨烯材料本身具有的纳米材料的高比表面积等性质与现在的锂离子电池工业的技术体系也不兼容，因此应用的希望十分渺茫。即使有石墨烯超级电池出现，相信这几分钟的充电功率会大到目前没有任何电压设备、电缆线能够承受住如此电压。

据不完全统计，目前全球已有近300家公司涉足石墨烯研究，包括IBM、英特尔、美国晟碟、陶氏化学、通用、杜邦等。其中，三星、IBM、东芝、韩国科学技术研究所、韩国成均馆大学等企业和高校具有较高竞争力。但是大部分企业并没有在石墨烯电池领域予以布局，相关的专利也十分有限，他们大都布局在柔性器件半导体显示屏等方面。

刘冠伟认为，在实验室做出一个快充的小电池很容易，但是要让它走出实验室，实现工业化生产，中间需要解决很多的问题。例如对于“充电8分钟，行驶1000公里”的描述。某不愿具名的国内新能源车企技术总监认为，即使有这样的电池出现，相信这几分钟的充电功率会大到目前没有任何电压设备、电缆线能够承受住如此电压。

因此，目前石墨烯在电池上的应用，主要是和硅结合在电池负极里面代替原来的石墨，这样可以多吸带电荷，提升电池的导电率，减少充放电的电阻，性能提升效果也就仅限如此。事实上，在新能源电池领域，石墨烯电池所谓的颠覆性理论从未得到业内人士的认可。尽管石墨烯可以做导电剂，促进锂电池快速充放，理论上能提高倍率性能，但若分散工艺不到位，混料不均，仍难以发挥效用。

根据目前的发展态势，刘冠伟认为在新型柔性电池、器件、显示、催化剂方面，石墨烯可能是有前景的。但是在蓄电池方面，他并不看好。即使有石墨烯超级电池出现，相信这几分钟的充电功率会大到目前没有任何电压设备、电缆线能够承受住如此电压。

6、石墨烯太贵，即使制成电池，普通消费者也难以承受

刘冠伟说，在锂电池中应用，石墨烯主要起到的作用，一是导电剂，二是可能做电极嵌锂材料。其实，这两点，都是在和传统的导电碳/石墨竞争。“那么问题来了，你知道导电碳/石墨多便宜么？都是论吨卖的，论克卖的石墨烯哪天能降到这个价？现在锂电池用的各种材料，都是一吨几万、十万左右的东西，而且天天承受着要求降价的压力，用石墨烯完全不现实。”这主要是石墨烯太贵。一克上千的价格，这不是一般企业能够承受得了的。而数年前，石墨烯的价格曾高达每克5000元，远超黄金价格。另外，就是这样的电池造出来了，消费者也难以承受。

2016年4月，东旭光电收购上海碳源汇谷50.5%的股权，成为上海碳源汇谷的控股股东。公开资料显示，这是一家专注于石墨烯规模化制备、应用技术开发的企业，在单层氧化石墨烯以及石墨烯的制备、分离和纯化技术与工艺方面均取得了突破性进展，规模化可使石墨烯产品制备成本大幅降低。

不过即使是这样，石墨烯的价格依旧不低，“购买的价格主要看你是做什么用，如果只需少量购买，价格是600元/克，需要的规模大的话，可以降低到几十元。”8月7日下午，上海碳源汇谷一位姓魏的销售人员对记者表示。可几十元每克的价格依旧在市场缺乏竞争力。“烯王”作为东旭光电自身的产品，尽管石墨烯的原料供应成本可以更低一些，但也不会低到那里去，在采访中魏姓销售人员已经否认了他们真实成本只有几元的说法，“这样的说法根本就不是从我们这里流传出去的。”他说。这意味着用石墨烯作为电池材料的“烯王”未来必然要面临成本的考验。

上海交通大学微纳科学与技术研究院研究员、博士生导师魏良明表示，即便是做负极材料，现在业内更倾向于使用硅，因为一方面硅的理论容量并不比石墨烯低，另一方面是硅的价格相对石墨烯而言要低得多。

近年来，有一些企业宣称实现了量产，石墨烯价格甚至下降到每克3-5元，但据行业内人士的说法，现在宣称已经实现量产的石墨烯并非真正单层的石墨烯，而大多是晶格缺陷较高、多层堆叠的石墨微片产品，只能保持石墨烯部分特性。

7、市场上大量膨胀石墨、石墨微片鱼目混珠

而在我国之所以有众多的企业加入到生产石墨烯电池的大军中，其与主要是使用的是石墨烯粉体有很大的关系。目前在石墨烯产品的产业化生产方面，有两个重要的方向：一个是石墨烯膜，一个是石墨烯粉。石墨烯膜的工业化生产起点高、技术要求强，一般的企业难以涉足。但是对石墨烯粉而言，却有很大的操作空间。

因此，石墨烯粉体成为伪石墨稀概念和资本炒作的重灾区，除了严格意义上的石墨烯外，大量膨胀石墨、石墨微片在其中鱼目混珠。由于更薄且层数小于10个原子层的石墨微片具有石墨烯的某些特性，因此添加到电池中，会改善电池的一些性能，不明就里的人就会以为这是石墨烯在发挥作用了。

就是按照中国石墨烯产业技术创新战略联盟的标准，只有达到10个原子层以下的石墨粉体，才能被称为石墨烯粉体。然而，概念是一回事，实际是另一回事。企业向原有材料中添加石墨烯粉体，原子层数结构为5层还是10层，或者是更多层数的石墨微片，如果不是使用专业仪器，外人根本就不知道电池里面填的究竟是什么东西，企业添加的粉体到底是不是石墨烯无人知晓。

其次，粉体中含有5-10层石墨粉体的比例是90%还是只有10%？其中杂质含量又是多少？什么是合格产品？目前也连行业标准都没有，各企业只能凭良心生产。最后，在应用时，企业到底添加了多少石墨烯粉体用于改善性能？产品性能究竟提高了多少，是90%、50%、还是5%？其中多少性能的提高是因为石墨烯？这些却都还是一个糊涂账。

由于目前没有国家标准，这让整个行业混乱不堪。一些地方政府迫切希望打造石墨烯产业，拉动投资，也对这个产业起到了推波助澜的作用。

最近，有市场分析人士声称，目前我国石墨烯产品和高效蓄电池项目完整产业链已经形成，实际上，当前我国石墨烯材料正处于从实验室走向产业化的关键时期，受生产技术成熟度不高、产业化应用路径长等因素制约，石墨烯批量化生产尚未完全实现。有人认为，这个过程没有实现，就说我们的石墨烯电池已经可以实现大规模产业化生产完全是痴人说梦。

因此，一些清醒和业界人士认为，说中国诞生了石墨烯电池，为时尚早。

投资参评：当一件事或一个东西发生争议时，要兼听三面的议论，还要分开跟踪求证，才能知晓真相。正所谓真金不怕火炼，东旭光电的石墨烯王真是超级电池，能充电几分钟日行千公里，不畏寒暑力挫群雄，那就配上电动汽车到京沪高速跑2个来回实测直播，相信市值再翻一倍是小意思！可见，它根本不敢也不可能；实验室的理论牛逼东西太多了，到现实应用中来就傻眼了，这就好比那些沽名钓誉的专家教授，挂着这个大学那个科研所的铭牌资质，搞些高大上的纸上谈兵，结果起了多大作用发挥了多大价值？还有多如牛毛的投资名博达人，能持续点到位说靠谱的有多少，能公开分享成果的博之大侠又有几个，而财力雄厚的上层境界世外高人几乎都隐退了。

回到投资本行，超级电池还是现在美好的理论愿望，当下要投资储能项目，非主流的高成长动力锂电莫属，对于跟风东旭光电的大小行家们，剑境善意劝告一句，果断撤出回归正道，苦海无边，回头是岸。