中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2月21日，北京碳世紀(jì)科技有限公司發(fā)布了石墨烯鋰離子五號(hào)充電電池烯儲(chǔ)霸王，號(hào)稱是全球首款石墨烯鋰離子五號(hào)充電電池。據(jù)小編統(tǒng)計(jì)，從去年到今年短短半年多時(shí)間，已有東旭光電、華為、航材院、碳世紀(jì)四家公司發(fā)布了石墨烯鋰離子電池產(chǎn)品，真是你方唱罷我登場(chǎng)，好不熱鬧，那么這么多石墨烯鋰離子電池，都是重大突破，究竟哪個(gè)是真哪個(gè)是假，孰優(yōu)孰劣呢?
1、2017年2月21日，北京碳世紀(jì)發(fā)布了石墨烯鋰離子五號(hào)充電電池烯儲(chǔ)霸王，號(hào)稱是中國(guó)首款石墨烯鋰離子五號(hào)充電電池。
2、2016年7月8日，東旭光電在北京發(fā)布了全球首款石墨烯基鋰離子移動(dòng)電源烯王。
3、2016年12月1日，華為華為中央研究院瓦特實(shí)驗(yàn)室在第57屆日本電池大會(huì)上宣布在鋰離子電池領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大研究突破，推出業(yè)界首個(gè)高溫長(zhǎng)壽命石墨烯助力的鋰離子電池。
4、2016年12月8日，中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院披露，經(jīng)過(guò)5年的不懈研究，已成功研制出具有快速充電、長(zhǎng)壽命、低發(fā)熱的新型石墨烯鋰離子電池。
這么多石墨烯鋰離子電池，都是重大突破，究竟哪個(gè)是真哪個(gè)是假，孰優(yōu)孰劣呢?
碳世紀(jì)石墨烯鋰離子5號(hào)充電電池
名稱：烯儲(chǔ)霸王石墨烯鋰離子充電電池發(fā)布時(shí)間：2017年2月22日
概況：
正極材料：LFP磷酸鐵鋰材料;
負(fù)極材料：石墨烯包覆鈦酸鋰材料;
性能參數(shù)：
尺寸：5號(hào)電池(直徑為14.5mm，高度50mm)
使用溫度范圍：-45℃~60℃
循環(huán)壽命：30000次
額定電壓：1.9V
容量：600mAh
優(yōu)點(diǎn)：
1、循環(huán)壽命長(zhǎng)(3萬(wàn)次);
2、使用溫度范圍廣(-45℃~60℃);
3、安全性能好;
典型應(yīng)用領(lǐng)域：
電動(dòng)玩具、強(qiáng)光手電、電子設(shè)備、工業(yè)儀器、不間斷電源、啟停電源系統(tǒng)。
東旭光電：石墨烯基鋰離子移動(dòng)電源
名稱：烯王(世界首款石墨烯基鋰離子移動(dòng)電源)，發(fā)布時(shí)間：2016年7月8日
概況：
正極材料：石墨烯包覆磷酸鐵鋰;
負(fù)極材料：石墨類碳材料;
性能參數(shù)：
電芯尺寸：18650(直徑為18mm，高度65mm)
使用溫度范圍：-30℃~80℃
循環(huán)壽命：3500次
額定容量：4800mAh(4節(jié)18650電芯)
充電時(shí)間：15分鐘
優(yōu)點(diǎn)：
1、快充(15分鐘快速充放電)
1、循環(huán)壽命長(zhǎng)(3500次);
2、使用溫度范圍廣(-30℃~80℃);
官方價(jià)格：299元
華為：高溫長(zhǎng)壽命石墨烯助力鋰離子電池
概況：
正極材料：大單晶三元材料
負(fù)極材料：不詳
性能參數(shù)：
使用溫度范圍：將鋰離子電池上限使用溫度提高10℃
循環(huán)壽命：是普通鋰離子電池的2倍，60°C高溫循環(huán)2000次，容量保持率仍超過(guò)70%;60℃高溫存儲(chǔ)200天，容量損失小于13%
應(yīng)用領(lǐng)域：通信基站、電動(dòng)車、無(wú)人機(jī)
航材院：石墨烯基鋰離子電池
名稱：快速充電、長(zhǎng)壽命、低發(fā)熱的新型石墨烯鋰離子電池
概況：
檢測(cè)結(jié)果顯示，在同等條件下，此新型石墨烯鋰離子電池充電時(shí)間僅為普通鋰離子電池的十分之一，但使用壽命卻是普通鋰離子電池的5倍，并且有效抑制了發(fā)熱問(wèn)題。
小烯說(shuō)：
烯儲(chǔ)霸王：
烯儲(chǔ)霸王石墨烯鋰離子充電電池。除過(guò)其長(zhǎng)循環(huán)壽命和使用溫度范圍較寬以外，有以下幾點(diǎn)疑問(wèn)：
1、能量密度偏低。使用了石墨烯包覆鈦酸鋰作為負(fù)極材料，其宣傳材料中指出是利用石墨烯解決了鈦酸鋰作為負(fù)極的“脹氣”問(wèn)題，這點(diǎn)值得肯定，但是其能量密度偏低，根據(jù)電池上的指標(biāo)單個(gè)電池容量為600mAh來(lái)推算，其能量密度相當(dāng)?shù)汀２贿^(guò)看到其應(yīng)用領(lǐng)域也就釋然了，其主要目標(biāo)是要替代5號(hào)干電池，使用的場(chǎng)合大部分都不需要高的能量密度。
2、應(yīng)用范圍較窄。在當(dāng)前新能源行業(yè)發(fā)展的如火如荼之際，推出這一一款替代干電池的可充電電池似乎有大材小用之嫌。由于其能量密度的缺陷注定無(wú)法應(yīng)用在動(dòng)力電池領(lǐng)域。在當(dāng)前電池行業(yè)都在努力提升能量密度的大環(huán)境下，略顯保守。
3、成本問(wèn)題。目前鈦酸鋰的成本價(jià)格高于磷酸鐵鋰等40%，相對(duì)于石墨等負(fù)極材料更是高很多，烯儲(chǔ)霸王官網(wǎng)的售價(jià)是39元/節(jié)，比常規(guī)的5號(hào)充電電池大概10元以下的價(jià)格高很多，能不能被市場(chǎng)接受還需檢驗(yàn)。
烯王：
東旭光電烯王，與烯儲(chǔ)霸王相比其共同點(diǎn)都是在電池的電極材料中加入了石墨烯，改善了某些性能，烯王主要定位于快充，而烯儲(chǔ)霸王主要提升了循環(huán)壽命和使用溫度范圍，而對(duì)于電池來(lái)講的能量密度，這兩款產(chǎn)品都語(yǔ)焉不詳，都是其短板。
烯王還有一個(gè)短板是其體積巨大的電源適配器，作為一個(gè)移動(dòng)電源來(lái)說(shuō)，小體積、便于攜帶是人們購(gòu)買時(shí)考慮的重要因素，這點(diǎn)顯然做的還不夠，有待改進(jìn)，而且其略高的價(jià)格和并無(wú)太大亮點(diǎn)的容量也限制了其作為移動(dòng)電源產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
華為：
華為的電池其中石墨烯據(jù)描述是散熱材料，在電極材料中究竟有沒(méi)有用，其他具體的性能參數(shù)等也為發(fā)布，因此只能稱為技術(shù)進(jìn)步，距離商業(yè)化應(yīng)用為時(shí)尚早。
航材院：
航材院的電池從發(fā)布的新聞稿來(lái)看與烯王類似，也是標(biāo)榜快充、長(zhǎng)壽命、低發(fā)熱，但是沒(méi)有具體產(chǎn)品披露，無(wú)法做更多評(píng)價(jià)。
那么，石墨烯在鋰離子電池中究竟能起到多大作用?
2016年12月《Advanced Materials》有一篇綜述文章，Critical Insight into the Relentless Progression Toward Graphene andGraphene-Containing Materials for Lithium-Ion Battery Anodes， DOI:10.1002/adma.201603421，論述了石墨烯作為鋰電池負(fù)極材料的研究現(xiàn)狀，該文章作者指出但這一領(lǐng)域并沒(méi)有真正重要的進(jìn)展。
1、對(duì)于石墨烯在電池中的應(yīng)用，往往避重就輕。研究通常關(guān)注質(zhì)量比容量，然而石墨烯的多孔、低密度導(dǎo)致其體積比容量低，這在實(shí)際應(yīng)用中更加重要，而研究者通常對(duì)此視而不見。文獻(xiàn)通常將石墨烯的作用歸因于其提高了電導(dǎo)率，然而石墨烯多孔的結(jié)構(gòu)有利于鋰離子傳導(dǎo)，對(duì)這一問(wèn)題的關(guān)注相當(dāng)少，眾多文獻(xiàn)在對(duì)照組實(shí)驗(yàn)中也從來(lái)沒(méi)考慮過(guò)這一問(wèn)題。
2、論文發(fā)布的結(jié)果通常為半電池的測(cè)試結(jié)果，極具誤導(dǎo)性。對(duì)于新材料的研究通常使用半電池測(cè)試，其對(duì)電極為金屬鋰。然而，單電極的能量密度、功率密度的實(shí)際上是無(wú)意義的，且極具誤導(dǎo)性。在半電池體系下，充放電電壓和庫(kù)侖效率是更重要的指標(biāo)。對(duì)材料進(jìn)行全電池測(cè)試，方能得到更加公允、可靠的評(píng)估結(jié)果。
3、石墨烯作為負(fù)極材料優(yōu)勢(shì)有限。單純的石墨烯作為活性材料，石墨烯僅在幾個(gè)特定的方面(低溫性能、高功率輸出等)優(yōu)于商用石墨負(fù)極。(需要強(qiáng)調(diào)，在這方面應(yīng)用的石墨烯是指多層石墨烯;單層和雙層石墨烯無(wú)法作為鋰離子電池負(fù)極活性物質(zhì)。)石墨烯作為鋰離子電池負(fù)極的劣勢(shì)包括其較高的電位、儲(chǔ)能效率低下、SEI膜形成過(guò)程中大量的不可逆容量。因此，石墨烯作為負(fù)極時(shí)必須做預(yù)鋰化處理，這增加了電池制造難度。作者不看好預(yù)鋰技術(shù)的商業(yè)化前景。
最后作者認(rèn)為，“石墨烯狂熱”帶來(lái)了相關(guān)領(lǐng)域的文章灌水熱;然而，相關(guān)文獻(xiàn)往往回避了實(shí)際應(yīng)用面臨的真實(shí)問(wèn)題：對(duì)石墨烯的大肆宣傳炒作、使用扭曲的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估、對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題的無(wú)視，這些因素阻礙了石墨烯在商品電池方面的應(yīng)用。
對(duì)于以上觀點(diǎn)小烯是贊同的。而且還有個(gè)非常重要的問(wèn)題，以上所有企業(yè)均為公布石墨烯在電池中添加的量或者比例，這會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題，一是成本無(wú)法預(yù)估，石墨烯的加入到底有沒(méi)有提高成本，提高了多少，還有就是石墨烯的加入對(duì)于電池最終性能的影響到底有多大。
一切產(chǎn)品最終是不是一個(gè)成功的產(chǎn)品，需要市場(chǎng)好消費(fèi)者來(lái)檢驗(yàn)。這幾款產(chǎn)品發(fā)布后的市場(chǎng)反響到底如何我們不得而知。但是我們知道的是，只有真正把握了消費(fèi)者的痛點(diǎn)、解決了當(dāng)下產(chǎn)業(yè)普遍性難題的產(chǎn)品才能真正存活下來(lái)。當(dāng)然，在一項(xiàng)新技術(shù)、新材料尚未成熟之前，一切嘗試都是值得鼓勵(lì)的，但是如果是打著石墨烯的旗號(hào)來(lái)消費(fèi)石墨烯，終不會(huì)長(zhǎng)久。
備注：小編并非電池專業(yè)技術(shù)人員，一家之言難免偏頗，若有錯(cuò)漏及評(píng)價(jià)偏頗之處還請(qǐng)見諒，歡迎大家一起探討。
