華為石墨烯電池遭質(zhì)疑！手機(jī)汽車(chē)充電是炒作？

　　近年來(lái)，石墨烯鋰電池就像一個(gè)火藥桶，哪怕再小的火苗都能讓輿論“爆炸”，但幾乎從沒(méi)有例外，石墨烯鋰電池一直活在謠言中但從未被實(shí)現(xiàn)。每次的劇情都是先猜測(cè)，質(zhì)疑，再辟謠，解釋。

　　近日在第57屆日本電池大會(huì)上，華為中央研究院瓦特實(shí)驗(yàn)室推出高溫長(zhǎng)壽命鋰離子電池，而且也宣稱(chēng)采用了石墨烯材料。這一次有例外嗎？

　　根據(jù)華為方面的描述，這項(xiàng)技術(shù)突破來(lái)自于三方面：電解液添加劑、正極材料和石墨烯。

　　我們可以看看看華為石墨烯的宣傳視頻，是怎么描述這款高溫長(zhǎng)壽命鋰離子電池的，石墨烯在其中起了什么作用。

　　華為石墨烯技術(shù)介紹宣傳片時(shí)長(zhǎng)2分25秒，真正的關(guān)鍵是這兩處：58秒處——石墨烯材料垂直于集流體排列的形式被填充在正極和負(fù)極電極中；60秒處——石墨烯以平行排列形式被放置在正極和負(fù)極的集流體上。

　　從電池技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，電極內(nèi)部垂直排列不會(huì)影響鋰離子擴(kuò)散，在集流體上平行排列也不影響集流效果。而且在隔離膜上沒(méi)有石墨烯分布，因此也不會(huì)導(dǎo)致鋰離子擴(kuò)散受阻，而降低電池性能。根據(jù)宣傳片對(duì)于石墨烯材料的排列以及存在的方式，可以有效的將熱量從電極中傳導(dǎo)出來(lái)，同時(shí)也不會(huì)影響電池性能。短片中提到使用石墨烯傳導(dǎo)熱量，從而降低工作溫度和延長(zhǎng)電池壽命的思路和解釋?zhuān)瑥募夹g(shù)角度來(lái)看是可行的。無(wú)論從石墨烯角度還是從電池角度來(lái)說(shuō)，瓦特實(shí)驗(yàn)室采用石墨烯將熱量到處降低電池工作溫度延長(zhǎng)壽命的解決方案是合理并且可行的。

　　鋰電池高溫衰減、退化的過(guò)程有過(guò)很多研究和報(bào)道，其機(jī)理大致是高溫導(dǎo)致的有害副反應(yīng)以及了電池材料性能的退化。不過(guò)從電解液添加劑、正極材料著手的改進(jìn)方案都不具開(kāi)創(chuàng)性，雖然這兩方面的努力都意義重大，但非常難以實(shí)現(xiàn)。鋰離子電池發(fā)展到今天已經(jīng)成為成熟的體系，即體系中任何一部分的改進(jìn)都會(huì)影響到其他部分，電池性能的提高實(shí)際上是各部分共同改進(jìn)和相互平衡的結(jié)果，所以這其中的工作量和難度都是巨大的。

　　讓大家充滿(mǎn)遐想的第三個(gè)解決方案，采用石墨烯提高電池的散熱效果，從而降低工作溫度延長(zhǎng)電池壽命。目前商業(yè)級(jí)的石墨烯導(dǎo)熱膜可以做到１２００W/K m，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于大功率電子原件的散熱。利用石墨烯的高導(dǎo)熱能力，將鋰離子電池工作時(shí)產(chǎn)生的熱量從內(nèi)部傳導(dǎo)出來(lái)是十分合理的。

　　但是，瓦特實(shí)驗(yàn)室并沒(méi)有明確給出該款電池的能量密度。關(guān)于這一點(diǎn)，很多專(zhuān)業(yè)人士都一針見(jiàn)血地指出，在電池體系中加入如此多的石墨烯用于導(dǎo)電，那么同樣大小的電池的活性物質(zhì)的空間、質(zhì)量，就會(huì)被石墨烯擠占而減少，即一定會(huì)降低電池的能量密度，這款長(zhǎng)壽命高溫鋰離子電池的能力密度數(shù)據(jù)一定不會(huì)“很好看”。這款電池的設(shè)計(jì)方案應(yīng)該不是針對(duì)能量密度要求越來(lái)越苛刻的汽車(chē)動(dòng)力電池和無(wú)人機(jī)動(dòng)力電池，應(yīng)該只是針對(duì)能量密度要求不太敏感的儲(chǔ)能電池。這又是一則石墨烯電池的炒作？

　　其實(shí)鋰離子電池行業(yè)看待石墨烯需要新思路。雖然有些鋰離子電池廠家導(dǎo)入石墨烯材料非常有動(dòng)力，但他們?nèi)砸岳系难酃馊?duì)待，將石墨烯代替碳材料（例如炭黑、石墨），利用其高導(dǎo)電性作為導(dǎo)電劑，或者利用（石墨烯的？）高儲(chǔ)鋰性作為負(fù)極材料使用，為提升電池性能的主攻方向。但實(shí)際的評(píng)估結(jié)果顯示，石墨烯在這方面沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，或者存在很大問(wèn)題不能使用。石墨烯是一種高級(jí)碳材料，與傳統(tǒng)碳材料對(duì)比，有優(yōu)勢(shì)也有劣勢(shì)。傳統(tǒng)碳材料十分適應(yīng)現(xiàn)有的鋰離子電池的體系，但照貓畫(huà)虎引入石墨烯往往得不償失。而石墨烯也具有傳統(tǒng)碳材料沒(méi)有的功能，比如高導(dǎo)熱性、高強(qiáng)度、二維的獨(dú)特形態(tài)。

　　華為推出采用石墨烯的高溫鋰離子電池，不是利用導(dǎo)電性而是利用散熱性，這提出了一種新的解決方案。從材料的角度來(lái)看待石墨烯，并開(kāi)發(fā)出應(yīng)用方案，而不僅僅從電池的角度做簡(jiǎn)單替換評(píng)估，這是一種利用石墨烯的新思路。同樣其他的新材料也有類(lèi)似情況。鋰離子電池制造者誰(shuí)能率先實(shí)現(xiàn)這一改變，就可能優(yōu)先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)的升級(jí)甚至革新，在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì)。

　　從石墨烯行業(yè)來(lái)說(shuō)，華為推出的這款電池也是一個(gè)信號(hào)：石墨烯行業(yè)目前的核心不是做石墨烯，而是做石墨烯應(yīng)用的解決方案。

　　經(jīng)過(guò)近年的發(fā)展，石墨烯粉體從５年前的實(shí)驗(yàn)室的克級(jí)別制備，擴(kuò)大到現(xiàn)在的噸級(jí)生產(chǎn)，價(jià)格從一克數(shù)千元降低到一克兩三元，石墨烯制備工藝有了質(zhì)的飛躍。然而石墨烯的下游應(yīng)用并沒(méi)有打開(kāi)，一直雷聲大雨點(diǎn)小。很多石墨烯的生產(chǎn)還在著眼于到底是1層還是2層甚至是10層（石墨烯產(chǎn)品規(guī)格，原則上石墨烯特指單層石墨烯。），比表面積是300平方米/克還是500平方米/克，甚至將這些內(nèi)容作為亮點(diǎn)對(duì)客戶(hù)進(jìn)行宣傳。但從華為的短片中，可以清晰地看出華為并沒(méi)有強(qiáng)調(diào)石墨烯的本身性能，而是對(duì)其使用方式，也就是排列方式做了特別的描述，這就是一種利用石墨烯高導(dǎo)熱性能的解決方案。這款電池采用石墨烯的核心技術(shù)絕不在于是否采用單層石墨烯，而是如何實(shí)現(xiàn)在鋰離子電池中的排列和石墨烯的選擇。

　　所以石墨烯行業(yè)只有充分了解市場(chǎng)，抓住客戶(hù)的“痛點(diǎn)”，為客戶(hù)提供有需求的解決方案，去提供石墨烯產(chǎn)品和使用技術(shù)，才能打開(kāi)石墨烯的應(yīng)用市場(chǎng)。

　　最后借用ATL的張毓捷博士的一句話(huà)作為總結(jié)：練好基本功，發(fā)揮想象力。練好基本功是指石墨烯生產(chǎn)廠家要挖掘出石墨烯的獨(dú)特性能。發(fā)揮想象力是指鋰離子電池廠家要用新眼光去發(fā)現(xiàn)石墨烯潛在性能。