石墨烯锂电池问世 期待未来更美好

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　　改变未来的“黑科技”系列之五

　　□ 本报记者 王荣 实习记者 亚文辉

　　作为目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”、“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将成为彻底改变21世纪的“黑科技”。

　　这不，佐证来了。

　　近日，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在锂离子电池领域实现重大研究突破，推出业界首个高温长寿命石墨烯基锂离子电池。

　　革新锂电池

　　按照华为瓦特实验室首席科学家李阳兴的表述，此次华为新款石墨烯锂离子电池的技术突破来自三方面：在电解液中加入特殊添加剂，除去痕量水，避免电解液高温分解；电池正极选用改性大单晶三元材料，提高材料热稳定性；采用新型材料石墨烯，实现锂离子电池与环境间高效散热。

　　高温环境下充放电测试表明，同等工作参数下，该石墨烯基高温锂离子电池温升比普通锂离子电池降低5℃；60℃高温循环2000次，容量保持率仍超过70%；60℃高温存储200天，容量损失小于13%。此外，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2倍。

　　华为表示，这种新款锂离子电池主要用于高温极端环境，如世界各地高温区的蜂窝基站上。以后还有可能应用到电动汽车、无人机等主要依靠电池模组提供动力的设备上。如果这种电池能被装配在手机上使用，由于电池温控被提高10℃，那么将会使手机处理器性能得到解放，极大提升智能手机操控流畅度和性能。

　　不过，虽然这款新型电池的名字上加入了“石墨烯”，但它实质上还是属于锂离子电池。这种电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。

　　业内人士指出，因为石墨烯本身带有优异导电性能，锂离子可以在石墨烯表面和电极之间实现快速大量穿梭运动。换句话说，所谓石墨烯电池里面的“石墨烯”也只是在用于锂离子电池导电添加剂当中起到作用，能够极大地提升电池的充电速度，但对于电池本身容量并没有提升。石墨烯即使真的商用也只是作用于快充技术上面，并不能提升电池本身续航能力。

　　尚处起步阶段

　　2014年夏天，华为创始人任正非首次接受媒体群访时说，未来10年至20年内一定会爆发一场技术革命。石墨烯时代颠覆硅时代。

　　华为瓦特实验室此次发布的这款电池也印证了任正非的这一说法。

　　石墨烯锂电池真就是革命性技术吗？业内人士认为，恐怕还为时尚早。目前石墨烯依旧属于科学实验室产物，只能够极少量地从石墨当中提取。所以石墨烯本身造价非常昂贵，做不到大规模生产，更别说是在市场上商用了。

　　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市场价格，这两个每吨数百美元的只能算是“劣质品”。那么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吗？恐怕不会。

　　不过德勤表示，因为石墨烯同时具有无与伦比的拉伸、电、热和光学性质，近年有大量投资已进入石墨烯领域。预计2016年，石墨烯材料市场总额仅为一两千万美元，但一年的研发投入却可达到数亿美元。石墨烯将在中期内应用到产品中，每年产生数10亿美元的价值。但这种材料的潜力要被完全开发，尚需数十年时间。

　　在这种热度之下，已有公司与华为传出“绯闻”。有消息称，杉杉股份（600884）掌握华为石墨烯电池专利，将在此次石墨烯电池技术商业化过程中受益。受此消息影响，前几日杉杉股份的股价出现异动，成交量明显放大。

　　随后，该公司辟谣称，公司跟华为在石墨烯电池技术领域没有合作，之前跟华为在锂电池快充方面有一个合作项目，但是跟石墨烯材料没有关系。

　　港股公司允升国际则真正是石墨烯应用领域的龙头企业，其全资子公司碳谷科技独创剥分工艺已能够实现石墨烯片的工业化生产，并可大幅改善涂料、磷酸铁钾电池和光催化材料等的性能。石墨烯基长效防腐材料，耐盐雾时间已达3000小时，达到国际领先水平，该产品预计明年年初进入规模化生产。

　　前景可观

　　目前，很多国家都将石墨烯定为一种战略性新兴材料，想在石墨烯发展潮流中跻身前列，并从国家政策上助力产业发展。

　　从国际经验看，要从国家层面制定产业发展规划，尽早确定石墨烯产业技术路线和产业化路线，同时要把资金用在重点项目上；要打造健全的上中下游链条，促进产业发展。

　　国家纳米科学中心主任刘鸣华认为，在石墨烯领域，我国在世界上已经处在前列。迄今为止，关于石墨烯大约有23000多个专利，其中我国约占68%，遥遥领先。

　　我国也是石墨烯研究和应用开发最为活跃的国家之一，已将石墨烯列为战略前沿材料之一，并列入“十三五”规划。我国石墨烯产业形成了以江浙为中心，山东、重庆、四川、京津冀、广东、福建、广西等区域竞相发展的格局。

　　资料显示，截至今年8月底，我国从事石墨烯研发、生产、应用的相关企业超过400家，约占全球石墨烯企业数量的3/4。

　　国内涉及石墨烯产品研发的主要以中小企业和初创企业为主；同时也有少数大型公司参与，如2016年华为宣布与曼彻斯特大学合作研究石墨烯的应用，该项目合作期初定为两年，研究如何将石墨烯领域的突破性成果应用于消费电子产品和移动通信设备。

　　此外，国家标准化管理委员会主任田世宏近日介绍，石墨烯国家标准将于2017年发布，目前正在公开征求意见。

　　不过刘鸣华表示，石墨烯还在初始研究阶段。作为一个新兴产业，石墨烯现在还远远达不到产业化生产的程度。但他相信，石墨烯的未来很乐观。

　　华安证券（600909）认为，今年可谓是石墨烯产业化元年，各种下游应用和产业化成果层出不穷，同时国家也不断推出各项扶持政策，加快石墨烯应用进程。石墨烯产业将在未来1-2年内迎来质变，在产业和资本端迎来双突破。