作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”、“新材料之王”，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將成為徹底改變21世紀的“黑科技”。
這不，佐證來了。
近日，華為中央研究院瓦特實驗室在第57屆日本電池大會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)界首個高溫長壽命石墨烯基鋰離子電池。
革新鋰電池
按照華為瓦特實驗室首席科學(xué)家李陽興的表述，此次華為新款石墨烯鋰離子電池的技術(shù)突破來自三方面：在電解液中加入特殊添加劑，除去痕量水，避免電解液高溫分解；電池正極選用改性大單晶三元材料，提高材料熱穩(wěn)定性；采用新型材料石墨烯，實現(xiàn)鋰離子電池與環(huán)境間高效散熱。
高溫環(huán)境下充放電測試表明，同等工作參數(shù)下，該石墨烯基高溫鋰離子電池溫升比普通鋰離子電池降低5℃；60℃高溫循環(huán)2000次，容量保持率仍超過70%；60℃高溫存儲200天，容量損失小于13%。此外，以石墨烯為基礎(chǔ)的新型耐高溫技術(shù)可以將鋰離子電池上限使用溫度提高10℃，使用壽命是普通鋰離子電池2倍。
華為表示，這種新款鋰離子電池主要用于高溫極端環(huán)境，如世界各地高溫區(qū)的蜂窩基站上。以后還有可能應(yīng)用到電動汽車、無人機等主要依靠電池模組提供動力的設(shè)備上。如果這種電池能被裝配在手機上使用，由于電池溫控被提高10℃，那么將會使手機處理器性能得到解放，極大提升智能手機操控流暢度和性能。
不過，雖然這款新型電池的名字上加入了“石墨烯”，但它實質(zhì)上還是屬于鋰離子電池。這種電池是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發(fā)出的一種新能源電池。
業(yè)內(nèi)人士指出，因為石墨烯本身帶有優(yōu)異導(dǎo)電性能，鋰離子可以在石墨烯表面和電極之間實現(xiàn)快速大量穿梭運動。換句話說，所謂石墨烯電池里面的“石墨烯”也只是在用于鋰離子電池導(dǎo)電添加劑當中起到作用，能夠極大地提升電池的充電速度，但對于電池本身容量并沒有提升。石墨烯即使真的商用也只是作用于快充技術(shù)上面，并不能提升電池本身續(xù)航能力。
尚處起步階段
2014年夏天，華為創(chuàng)始人任正非首次接受媒體群訪時說，未來10年至20年內(nèi)一定會爆發(fā)一場技術(shù)革命。石墨烯時代顛覆硅時代。
華為瓦特實驗室此次發(fā)布的這款電池也印證了任正非的這一說法。
石墨烯鋰電池真就是革命性技術(shù)嗎？業(yè)內(nèi)人士認為，恐怕還為時尚早。目前石墨烯依舊屬于科學(xué)實驗室產(chǎn)物，只能夠極少量地從石墨當中提取。所以石墨烯本身造價非常昂貴，做不到大規(guī)模生產(chǎn)，更別說是在市場上商用了。
石墨烯用在鋰電池之中，取代的是過去的導(dǎo)電碳或者是石墨電極。比起石墨烯每千克數(shù)百美元市場價格，這兩個每噸數(shù)百美元的只能算是“劣質(zhì)品”。那么在現(xiàn)在的電池基礎(chǔ)上，用戶愿意用如此高的原材料差價換取耐熱性提高和壽命翻倍的優(yōu)勢嗎？恐怕不會。
不過德勤表示，因為石墨烯同時具有無與倫比的拉伸、電、熱和光學(xué)性質(zhì)，近年有大量投資已進入石墨烯領(lǐng)域。預(yù)計2016年，石墨烯材料市場總額僅為一兩千萬美元，但一年的研發(fā)投入?yún)s可達到數(shù)億美元。石墨烯將在中期內(nèi)應(yīng)用到產(chǎn)品中，每年產(chǎn)生數(shù)10億美元的價值。但這種材料的潛力要被完全開發(fā)，尚需數(shù)十年時間。
在這種熱度之下，已有公司與華為傳出“緋聞”。有消息稱，杉杉股份掌握華為石墨烯電池專利，將在此次石墨烯電池技術(shù)商業(yè)化過程中受益。受此消息影響，前幾日杉杉股份的股價出現(xiàn)異動，成交量明顯放大。
隨后，該公司辟謠稱，公司跟華為在石墨烯電池技術(shù)領(lǐng)域沒有合作，之前跟華為在鋰電池快充方面有一個合作項目，但是跟石墨烯材料沒有關(guān)系。
港股公司允升國際則真正是石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，其全資子公司碳谷科技獨創(chuàng)剝分工藝已能夠?qū)崿F(xiàn)石墨烯片的工業(yè)化生產(chǎn)，并可大幅改善涂料、磷酸鐵鉀電池和光催化材料等的性能。石墨烯基長效防腐材料，耐鹽霧時間已達3000小時，達到國際領(lǐng)先水平，該產(chǎn)品預(yù)計明年年初進入規(guī)?；a(chǎn)。
前景可觀
目前，很多國家都將石墨烯定為一種戰(zhàn)略性新興材料，想在石墨烯發(fā)展潮流中躋身前列，并從國家政策上助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
從國際經(jīng)驗看，要從國家層面制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，盡早確定石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)化路線，同時要把資金用在重點項目上；要打造健全的上中下游鏈條，促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
國家納米科學(xué)中心主任劉鳴華認為，在石墨烯領(lǐng)域，我國在世界上已經(jīng)處在前列。迄今為止，關(guān)于石墨烯大約有23000多個專利，其中我國約占68%，遙遙領(lǐng)先。
我國也是石墨烯研究和應(yīng)用開發(fā)最為活躍的國家之一，已將石墨烯列為戰(zhàn)略前沿材料之一，并列入“十三五”規(guī)劃。我國石墨烯產(chǎn)業(yè)形成了以江浙為中心，山東、重慶、四川、京津冀、廣東、福建、廣西等區(qū)域競相發(fā)展的格局。
資料顯示，截至今年8月底，我國從事石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用的相關(guān)企業(yè)超過400家，約占全球石墨烯企業(yè)數(shù)量的3/4。
國內(nèi)涉及石墨烯產(chǎn)品研發(fā)的主要以中小企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)為主；同時也有少數(shù)大型公司參與，如2016年華為宣布與曼徹斯特大學(xué)合作研究石墨烯的應(yīng)用，該項目合作期初定為兩年，研究如何將石墨烯領(lǐng)域的突破性成果應(yīng)用于消費電子產(chǎn)品和移動通信設(shè)備。
此外，國家標準化管理委員會主任田世宏近日介紹，石墨烯國家標準將于2017年發(fā)布，目前正在公開征求意見。
不過劉鳴華表示，石墨烯還在初始研究階段。作為一個新興產(chǎn)業(yè)，石墨烯現(xiàn)在還遠遠達不到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的程度。但他相信，石墨烯的未來很樂觀。
華安證券認為，今年可謂是石墨烯產(chǎn)業(yè)化元年，各種下游應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化成果層出不窮，同時國家也不斷推出各項扶持政策，加快石墨烯應(yīng)用進程。石墨烯產(chǎn)業(yè)將在未來1-2年內(nèi)迎來質(zhì)變，在產(chǎn)業(yè)和資本端迎來雙突破。
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