華為石墨烯電池遭質疑！手機汽車充電是炒作？

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

　　近日在第57屆日本電池大會上，華為中央研究院瓦特實驗室推出高溫長壽命鋰離子電池，而且也宣稱采用了石墨烯材料。這一次有例外嗎？

　　根據(jù)華為方面的描述，這項技術突破來自于三方面：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。

　　華為石墨烯技術介紹宣傳片時長2分25秒，真正的關鍵是這兩處：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極的集流體上。

　　從電池技術角度來說，電極內(nèi)部垂直排列不會影響鋰離子擴散，在集流體上平行排列也不影響集流效果。而且在隔離膜上沒有石墨烯分布，因此也不會導致鋰離子擴散受阻，而降低電池性能。根據(jù)宣傳片對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出來，同時也不會影響電池性能。短片中提到使用石墨烯傳導熱量，從而降低工作溫度和延長電池壽命的思路和解釋，從技術角度來看是可行的。無論從石墨烯角度還是從電池角度來說，瓦特實驗室采用石墨烯將熱量到處降低電池工作溫度延長壽命的解決方案是合理并且可行的。

　　鋰電池高溫衰減、退化的過程有過很多研究和報道，其機理大致是高溫導致的有害副反應以及了電池材料性能的退化。不過從電解液添加劑、正極材料著手的改進方案都不具開創(chuàng)性，雖然這兩方面的努力都意義重大，但非常難以實現(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都會影響到其他部分，電池性能的提高實際上是各部分共同改進和相互平衡的結果，所以這其中的工作量和難度都是巨大的。

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

　　但是，瓦特實驗室并沒有明確給出該款電池的能量密度。關于這一點，很多專業(yè)人士都一針見血地指出，在電池體系中加入如此多的石墨烯用于導電，那么同樣大小的電池的活性物質的空間、質量，就會被石墨烯擠占而減少，即一定會降低電池的能量密度，這款長壽命高溫鋰離子電池的能力密度數(shù)據(jù)一定不會“很好看”。這款電池的設計方案應該不是針對能量密度要求越來越苛刻的汽車動力電池和無人機動力電池，應該只是針對能量密度要求不太敏感的儲能電池。這又是一則石墨烯電池的炒作？

　　其實鋰離子電池行業(yè)看待石墨烯需要新思路。雖然有些鋰離子電池廠家導入石墨烯材料非常有動力，但他們?nèi)砸岳系难酃馊Υ?，將石墨烯代替碳材料（例如炭黑、石墨），利用其高導電性作為導電劑，或者利用（石墨烯的？）高儲鋰性作為負極材料使用，為提升電池性能的主攻方向。但實際的評估結果顯示，石墨烯在這方面沒有優(yōu)勢，或者存在很大問題不能使用。石墨烯是一種高級碳材料，與傳統(tǒng)碳材料對比，有優(yōu)勢也有劣勢。傳統(tǒng)碳材料十分適應現(xiàn)有的鋰離子電池的體系，但照貓畫虎引入石墨烯往往得不償失。而石墨烯也具有傳統(tǒng)碳材料沒有的功能，比如高導熱性、高強度、二維的獨特形態(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。從材料的角度來看待石墨烯，并開發(fā)出應用方案，而不僅僅從電池的角度做簡單替換評估，這是一種利用石墨烯的新思路。同樣其他的新材料也有類似情況。鋰離子電池制造者誰能率先實現(xiàn)這一改變，就可能優(yōu)先實現(xiàn)產(chǎn)品技術的升級甚至革新，在未來的競爭中處于優(yōu)勢。

　　從石墨烯行業(yè)來說，華為推出的這款電池也是一個信號：石墨烯行業(yè)目前的核心不是做石墨烯，而是做石墨烯應用的解決方案。

　　經(jīng)過近年的發(fā)展，石墨烯粉體從５年前的實驗室的克級別制備，擴大到現(xiàn)在的噸級生產(chǎn)，價格從一克數(shù)千元降低到一克兩三元，石墨烯制備工藝有了質的飛躍。然而石墨烯的下游應用并沒有打開，一直雷聲大雨點小。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)容作為亮點對客戶進行宣傳。但從華為的短片中，可以清晰地看出華為并沒有強調(diào)石墨烯的本身性能，而是對其使用方式，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熱性能的解決方案。這款電池采用石墨烯的核心技術絕不在于是否采用單層石墨烯，而是如何實現(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，抓住客戶的“痛點”，為客戶提供有需求的解決方案，去提供石墨烯產(chǎn)品和使用技術，才能打開石墨烯的應用市場。

　　最后借用ATL的張毓捷博士的一句話作為總結：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。