锂电池短板，亟需石墨烯救场

中国汽车工业协会最新发布的数据显示：2018年2月，汽车产销环比和同比均呈较快下降。但新能源汽车同比却出现高速增长，今年前两个月产销同比分别增长225.5%和200%。新能源汽车的发展日新月异，正成为一个超级大市场。

新能源汽车取代传统燃油车正在成为时代主流。国际上，2015年至2016年，欧洲各国相继宣布燃油车禁售时间表，菲亚特克莱斯勒、梅赛德斯奔驰、宝马、林肯、捷豹路虎等汽车品牌巨头相继宣布即将停产燃油车。除此之外，我国的北汽、长安等国产车也在2017年下半年相继宣布将在2020—2025年全面停止生产和销售传统燃油车，吉利沃尔沃宣布2019年将全面停售停产燃油车。

随着我国新能源汽车产业发展进入快车道，作为新能源汽车核心零部件的动力电池行业也迎来了高速发展期。但作为新能源汽车主要动力源的传统锂电池能量密度不高，寿命短，在未来，面对新能源汽车产业发展的质量和效益不断提升，就必须解决锂电池面临的发展瓶颈。

在2018年首届中国新能源动力电池暨储能产业大会上，中国科学院院士南策文指出，电池材料制约了高比能电池的研发，因此，现阶段材料是第一位的，业界要大力发掘新的电池材料。石墨烯凭借良好的导电性就成为了电池制造企业的不二之选。

石墨烯稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。目前研究表明，如果将石墨烯应用于锂电池中，可以极大提高锂电池的能量储备量，能够改善当前电池续航时间短、使用寿命不长的通病。

最近，天津大学化工学院杨全红教授研究团队提出的“硫模板法”可以大幅度提高锂离子电池的体积能量密度。这种具有合适预留空间且保持高密度的碳-非碳复合电极材料能贡献出极高的体积比容量，从而大幅度提高锂离子电池的体积能量密度，使锂离子电池变得更小。该团队通过对设计高体积能量密度锂离子电池负极材料的，完成石墨烯对活性颗粒包裹的“量体裁衣”。这种“量体裁衣”的设计思想可以拓展为普适化的下一代高能锂离子电池和锂硫电池、锂空气电池等电极材料的构建策略。

中国特种发动机集团有限公司对外宣称，中国航发航材院已成功研制出具有快速充电、长寿命、低发热的新型石墨烯锂离子电池，该产品目前已实现了批量制备。据介绍，在同等条件下，此款新型石墨烯锂离子电池充电时间仅为普通锂离子电池的十分之一，但使用寿命却是普通锂离子电池的5倍，并且有效抑制了发热问题。如果采用此种石墨烯锂离子电池，普通手机仅用10分钟即可充满。

中国科学院院士、北京大学化学学院教授刘忠范认为，石墨烯在锂电子电池上的研究应用已经有十几年的历史，添加10%左右的石墨烯在锂电池上，就可以改善导电情况，降低内阻，提升性能，可以充电变得更快，容量更高。

石墨烯在超级电容器上的应用潜力同样巨大。超级电容器最大的问题就是能量密度低，成本也相对锂电池而言较高。石墨烯具有高比表面积、高导电性等优点，应用了石墨烯材料的超级电容器具有高安全性、高比能量、高比功率、长寿命的优点，可为城市公共交通等新能源领域汽车提供先进的清洁能源。

面对已经到来的新能源汽车快速发展的势头，锂电池必须要突破短板，就亟需石墨烯在电池应用技术更加成熟，为新能源汽车提供各方面性能更加优异的石墨烯锂离子电池。