近些年來，石墨烯迅速躥升為材料學新秀。但也有學者批評說，任何石墨烯類產品都是商家騙取智商稅的。廣汽埃安今年年初也曾為自己的石墨烯電池夸大效果而道歉。

那么，石墨烯動力電池真的是不可實現的嗎？

何為石墨烯？

石墨烯是通過物理或化學的方式從石墨中取出薄薄的一層碳原子組成的薄膜。石墨烯究竟有多薄呢？大概只有頭發絲直徑的二十萬分之一。它是2004年英國科學家安德烈和康斯坦丁在研究超薄材料時發現的，兩人還因此獲得了諾貝爾獎。

發現石墨烯的兩位科學家

石墨烯一經問世就在全球科技領域受到了廣泛關注。由于性狀和結構的改變，石墨烯具有許多其他石墨材料所不具備的優越性。

首先，石墨烯在質量很輕的情況下，具有良好的強度和柔韌性，這一既輕便又堅固的特性讓它在新材料領域中一枝獨秀。

其次，它的低電阻特性受到超導領域學者的極大關注，而且它已經成為電力傳輸未來方向之一。

第三，石墨烯具有很強的導電性，正是這一特性被動力電池領域所關注。從理論上來說，在動力電池領域運用石墨稀技術，不但能提升了電池的儲電能力，還能夠延長電池的使用壽命。

雖然世界各地很多研究人員正在進攻石墨烯，但是也有很多科學家聲稱，目前世界范圍內號稱使用石墨烯技術的產品，實際上都是商家的騙術。

這究竟是怎么回事？

真假騙局

因為石墨烯超強的性能可以使用在很多材料領域，但是它高昂的成本讓人為之望而卻步。于是市面上許多打著石墨烯材料為“賣點”的科技公司在產品在生產時，不是用石墨烯氧化物代替石墨烯欺騙消費者，就是在產品生產時，只是像做菜撒調料一樣加了一點微量的石墨烯。事實上真正純粹的石墨烯產品少之又少，就算能看到，價格也十分驚人。

今年年初，廣汽在新車發布會上表示，自己發布的新車型“埃安”上搭載了石墨烯電池，這項技術會大大提高車輛的充電速度和續航能力，達到驚人的充電8分鐘，電量能達到80%，并且車輛有著能續航1000公里的驚人性能。

廣汽埃安的宣傳材料

后來有學者和多家媒體對其宣傳產生了質疑，迫于輿論壓力，廣汽不得不承認在廣告宣傳方面存在了夸大性能的做法，并澄清自己使用的石墨烯電池不是純粹的石墨烯電池，在電池的研發上只是加入了少量的石墨烯材料作為性能輔助。

廣汽算不算造假？

廣汽這種做法算不算造假？我們需要首先需要了解一下石墨烯在動力電池中的作用。石墨烯在電池中可以扮演兩個角色：負極材料、正極材料中的導電劑。

傳統動力電池中，多是以鋰化合物為正極材料，以石墨（碳）為負極材料。正極材料中鋰離子越多，帶的電就越多。石墨的性能穩定、價格便宜，但能承載的鋰離子少。

石墨烯的能量密度是石墨的3到6倍。也就是說如果用石墨烯做負極材料，那么必然能承載更多的鋰離子。但石墨烯制造成本實在太高了，目前石墨烯還是以克來計價，便宜的也要10元/克，和以噸計價的石墨不能同日而語。

所以石墨烯電池廠家目前只能用少量的石墨烯，添加到正極材料中充當導電劑。

為什么需要導電劑？因為電池在充放電時，鋰離子要在正負極之間來回轉移。但以磷酸鐵鋰和三元材料為正極，其鋰離子往負極轉移的速度很慢。有了導電劑的加入，鋰離子轉移的速度就更快。

傳統鋰電池用的導電劑是炭黑，它的導電能力一般。想要提高電池的快充性能，就需要增加炭黑的含量占比。但是炭黑用多了反而會減少電池的容量。這是一個矛盾。

這時候石墨烯的超強導電能力就用得上了，一個單位的石墨烯就和40個單位炭黑的導電能力相當。廣汽埃安就是用石墨烯做導電劑。

石墨烯超強的導電性能在動力電池中被運用

從這個角度看，并不能說廣汽的做法是一場“騙局”。

但廣汽埃安宣稱的快充卻面臨著另一個問題，那就是充電樁不匹配。廣汽埃安的石墨烯電池，按照一般電動車60度電來計算，8分鐘想要充滿80%的電量，至少要380kW的充電樁才能滿足。但目前100kW快充樁我國都還沒普及，更不用提380kW的超充樁了。所以說它夸大宣傳也是真實存在的。因為現實中幾乎找不到滿足條件的快充設備，宣稱的8分鐘充滿80%的電量是一張“空頭支票”。

石墨烯依然是主導方向

目前多個國家都在開展石墨烯電池的研究，并投入使用。不久前日本東麗公司開發出了鋰電池導電助劑等使用的石墨烯新品，將電池壽命提高至1.5倍。報道稱東麗將力爭盡早量產化，使這種材料銷售額在2030年前達到100億日元（約6億元人民幣）。

之所以有望量產，是因為東麗公司正在用一種比較廉價的方法來制取石墨烯。石墨烯常見生產方法包括機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法等。此次東麗開發出利用氧化來剝離廉價的石墨原料再進行還原的方法。

日本媒體表示，東麗新產品在高濃度下也能保持液體狀態，容易在電池正極材料等之上涂布，能將電池的壽命提高至1.5倍。

在中國科學家曹原的新發現之下，石墨烯有可能成為第一種應用在實際生產中的超導材料

雖然石墨烯動力電池目前還沒有真正實現量產，尤其是用石墨烯作為負極材料的動力電池更為遙遠，但科學家們已經向更遠的視野望去。

不久前，來自德國馬爾堡大學和芬蘭阿爾托大學的一個團隊所開發的新材料，他們將碳原子哄騙到新的方向，構建了一種新的碳網絡，類似于石墨烯，但具有更復雜的微觀結構，是由六邊形、正方形和八邊形組成。研究人員說，它在某些方面具有更可取的電子特性，可能帶來更好的電動汽車電池。

綜上所述，石墨烯作為動力電池中應用的一項新技術，確實可以使電池的充電效率提升，但是從現階段看，因為成本問題，所謂的石墨烯電池“含金量”并不夠，石墨烯對于動力電池的充電作用發揮得及其有限。如果隨著技術進步，石墨烯成本可以大幅降低，屆時“石墨烯”電池將產生真正的意義！

有關石墨烯的研究任重而道遠