华为推出石墨烯锂电池,是噱头还是黑科技?

石墨烯锂电池现在只是人们对于这种材料的一次尝试,或许现在石墨烯对于电池性能的提升并不是革命性的,但是在其他领域,石墨烯带来的改变可能就是天翻地覆的了。

近日,有一条新闻引爆了科技圈,华为宣布旗下研究所成功研发出了石墨烯锂电池,并且即将投产。这种新闻虽然从技术角度很多人看不懂,但是在话题性上可是一点都不缺,甚至像《举国沸腾!今天,华为让世界再一次傻眼》、《华为刚刚宣布,美国慌了!》这种文章也开始在朋友圈中广泛流传。不过这种也有很多人对这个技术嗤之以鼻,认为华为是在用这个噱头营销,那么关于石墨烯电池,真相究竟如何?

华为推出耐高温长寿命石墨烯锂电池

12月1日,华为中央研究院瓦特实验室在第57届日本电池大会上,宣布即将推出业界首个石墨烯基锂离子电池。而这已经是华为第二次在这一大会上推出新技术了,去年的第56届日本电池大会上,华为就展示了锂电池超级快充技术,这种新的电池充电速度是普通手机的10倍,一款3000mAh的电池5分钟可充入48%的电量,充电速度比现在业界主流要快上三四倍。在日前华为展示石墨烯基锂离子电池的同时,他们也宣布即将在年内推出搭载超级快充的手机。

所以今年展示的的石墨烯基锂离子电池可能就还需要一段时间才能商用了,不过这并不影响我们对这种电池技术有所期待。这一技术的最大特点就是能够大幅提高电池的热稳定性和使用寿命,要知道之前的锂电池在高温下工作不仅效率低,而且会极大地降低寿命。而实验结果显示,华为的以石墨烯为基础的新型耐高温技术可以将锂离子电池上限使用温度提高10℃,使用寿命是普通锂离子电池的2倍。

不过近期看来,这一技术对于手机的影响可能并不是很大,毕竟手机的工作温度顶天就到40多摄氏度了,再高不仅对元器件有伤害,手机的散热系统也承受不住,用户会感觉到明显的灼热感。但是华为表示,这一研究成果将给通信基站的储能业务带来革新,在非洲等炎热地区使用该高温锂离子电池的外挂基站工作寿命可达4年以上。石墨烯基锂离子电池对于电动车和无人机使用也有极大的意义,因为这两者经常会在恶劣的工作环境下工作。

石墨烯也可以当电池?中科院告诉你有可能

但是也有很多人对华为的电池抱有疑问,石墨烯作为一种非活性材料,怎么才能用到电池中呢?华为其实在通稿中说的很明白,这是石墨烯基锂电池,不是石墨烯电池。具体说来就是华为利用了石墨烯的优秀特性改造了锂电池。

据了解,华为石墨烯基锂离子电池原理是通过在电解液中加入高温抗分解添加剂,配合高温稳定的大单晶正极,大幅提升电池热稳定性,同时采用石墨烯进行高效散热。华为给出的解释是这样的:① 在电解液中加入特殊添加剂,除去痕量水,避免电解液的高温分解;② 电池正极选用改性的大单晶三元材料,提高材料的热稳定性;③ 采用新型材料石墨烯,可实现锂离子电池与环境间的高效散热。

所以说华为对于石墨烯的应用只是作为一种介质加入了锂电池之中,起到的作用也是散热和提高寿命等。要是说真正的全石墨烯电池,现在有些过于科幻了,不过这也不代表不可能。前几天中科院就发布了一篇微博,公布了双层石墨烯一维体系具有的奇特电学及光学性质,这一消息还引得一些“不明真相”的用户前去嘲讽中科院微博,称华为都商用了中科院还在研究。但是中科院石墨烯光电现象的研究明显和华为的石墨烯锂电池并没有什么关系,具体的过程这里就不做过多解释了。

成本和物理特性是石墨烯锂电池的最大制约因素

但是石墨烯锂电池真的就是革命性的技术么?现在看来这样说恐怕还为时尚早。石墨烯商用的最大阻碍——成本,石墨烯用在锂电池之中,取代的是过去的导电碳或者是石墨电极,比起石墨烯每千克数百美元的市场价格,这两个按吨卖的真的算得上是白菜价了,并且数百美元的还是“劣质品”,真正的优秀石墨烯价格高达数千元每克。试问在现在的电池基础上,用户愿意用如此高的原材料差价换取耐热性提高和寿命翻倍的优势么?恐怕不会。

并且如果作为电极嵌锂材料,石墨烯表面特性容易受到外界影响,稳定性等特性难以满足锂电池的使用需求,即使在物理特性上,石墨烯也比不过硅材料,据研究人员给出的数据,石墨烯取代石墨的话,只能做到两倍的性能提升,但是换成硅之后,提升达到十倍。

所以作为传统锂电池的补充,石墨烯确实是比现在的技术要先进很多,但是受制于成本和自身特性,从现在来看是难以在各个领域取代传统锂电池的。总的来说石墨烯锂电池现在仍然是一个实验室产品,并且在实验室中其实已经有过纳米技术等一系列提高热稳定性和寿命的酷炫方法,石墨烯不过是其中之一而已,现在市场和用户对于石墨烯锂电池的需求并不迫切。

石墨烯材料的广大前景

但是这并不代表石墨烯技术就是个花架子了,石墨烯锂电池现在只是人们对于这种材料的一次尝试,或许现在石墨烯对于电池性能的提升并不是革命性的,但是在其他领域,石墨烯带来的改变可能就是天翻地覆的了,比如柔性器件半导体显示屏、能源材料、超级电容器、高速晶体管、光电子器件等等。

只不过现在研究人员还没有发现能够把石墨烯优点放到最大的领域,现在人们看着石墨烯材料,其实有种叫花子当了皇帝的意思,眼看着一个这么好的东西,但是却不知道怎么用,和石墨烯类似的还有一个“纳米碳管”技术,都是在实验室中呈现出了各种优秀特性,但是受制于成本、优势不大等原因,难以取代传统材料和技术。

这也引出了一个新的问题,即使石墨烯预期范围内来能够为人类带来的改变并不大,但是各个研究所和大学仍然趋之若鹜,原因为何大家可以猜测一下。

所以与其把石墨烯等新材料用来取代之前的传统材料,不如基于这些材料和技术进行新的创造,进而引发诸如能源、智能硬件方面的革命,才可能是这些材料的最终出路。但是有这般天纵奇才的人,现在谁知道在哪里呢?我们这些看客能做的,也只有等待了,科学的跨越,绝不是一朝一夕能够完成的。

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