华为Mate8，一个赤裸裸的石墨烯电池炒作案例
[摘要]材料博士称，石墨烯只是理论上能提高充放电速率，噱头意义远大于实用价值。
腾讯科技精选优质自媒体文章，文中所述为作者独立观点，不代表腾讯科技立场。文/咸咸（微信公众号：无所不能）“石墨烯电池充电10分钟跑1000公里”，相信在朋友圈里，不少人都被这样的标题和假新闻给雷过。小编昨天也被下面这条消息给震了，“石墨烯电池已经研发成功，并且已经商用化应用在智能手机上了”。消息的主人公就是它，正在与英国曼彻斯特大学合作研究石墨烯的民族品牌，华为。艾玛，这么大的事，“无所不能”怎么不知道呢？小编好自责。 但是，经过调查，这载入史册的爆点纯属炒作，只是确实炒作的很有水平。 一起来看看事情是怎么发生的。在华为Mate8发布会开始前，微博上出现了这样一条预告：第4条“采用全新的石墨烯电池”必须高亮，再加上微信里流传的这样一段具有煽动性的介绍：Mate8产品发布会简直是未开先火啊。下午两点，小编准时搬着小板凳准备围观，一边责怪着自己怎么这么粗心，竟没有关注到石墨烯已经取得如此大的进展。一边怀疑着石墨烯电池怎么说量产就量产，说商业化就商业化了呢？与此同时，小编发现不明真相的群众也是很多的：好在这时候有人发来一条消息给小编压了压惊：安信电子：关于石墨烯的最权威说法。本着严谨负责的态度，华为手机采用石墨烯技术新闻出来后，我们没有第一时间点评，而是第一时间联系权威采购专家了解。目前可以确认的信息：这款手机采用的是改良的聚合物技术，电芯是索尼和ATL，封装是飞毛腿和欣旺达，因为采用TI快速充电芯片，达到石墨烯充电性能，因此Mate最大亮点是快速充电，而不是石墨烯材料。当然，石墨烯、碳纤维为代表的新材料产业是未来，从产业发展逻辑看，中国企业未来在新材料的崛起也开始，如果以3-5年周期，未来在各条领域会出现一批新材料优秀公司。认真看完发布会直播后，小编彻底找回自信，这压根就是炒作。对！重要的事情说三遍，纯属炒作、纯属炒作、纯属炒作！在长达两个半小时的发布会中，华为只字未提“石墨烯”，只是提到了超长续航、快速充电而已。（图片来源：91门户直播）对， Mate8的续航能力长（正常使用可持续待机2.36天），充电速度快（充电速度是iPhone6s的一倍，充电半小时使用一整天）就是跟“石墨烯”没啥关系。而且，后来的官方微信简介也没有提到“石墨烯”！（图片来源：华为微信）顿时有上当受骗的感觉，心塞！和业界达人沟通后，小编更加坚定自己的判断，华为的石墨烯电池手机就是炒作，下面就把小编了解到的真相和大家分享一下：海峡对面专门做石墨烯业务的台湾志阳科技股份有限公司创始人宫非在发布会前就表示：“我不认为那是石墨烯电池, 至少没有看到有类似专利发布, 个人认为那只是利用电池管理来减少充电时间。”同时，宫非还向无所不能（caixinenergy）表示，目前面上还没有一款成熟的可以马上量产的包含石墨烯的锂电池，“有的只是学校实验室模拟的结果，都是伪科学，无法进入工业制造。”真的是这样吗？小编又找到清华的材料博士刘冠伟，呃，听到这个消息，刘博士非常直接的表示了不相信，并建议小编去读一读他不久前发表过的文章，读后，小编记住了以下文字：“石墨烯电池”这个技术接近于不存在，石墨烯只有在理论上能够提高充放电速率，而对于容（能）量的提升基本没有任何帮助（期望“石墨烯电池”可以解决手机/电动汽车续航的人要失望了），其噱头意义远大于实用价值。而且石墨烯材料本身具有的高比表面积等性质与现在的锂离子电池工业的技术体系是不兼容的，应用的希望十分渺茫。既然如此，那些充电10分钟电动汽车可跑1000公里的新闻是咋回事呢？其实，作为一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，石墨烯可以说是目前世界上最薄也是最坚硬的材料，具有超薄、超轻、超高强度、超强导电性、优异的室温导热和透光性，结构也非常稳定。正是由于这些特殊而优异的物化性能，使得石墨烯在微电子、物理、能源材料、化学、医药等领域体现出了潜在的应用前景。它不仅有望使锂电池功效倍增，更有望替代硅，制造未来新一代超级计算机。可以说“超级材料”的称号将是名副其实的。想当年，获取稳定的石墨烯的故事也是一段传奇。2008年8月，后来的诺贝尔奖得主盖姆在接受观察网站专访时，讲述了他用了一种“土”方法获取石墨烯的故事。因为石墨具有完整的层状解理特性，可以按层剥离。于是，盖姆用透明胶带在石墨上粘一下，这样就会有石墨层被粘在胶带上。把胶带对折后，粘一下再拉开，这样，胶带两端都沾有石墨层，石墨层又变薄了。如此反复多次，胶带上的石墨层薄到只有一个碳原子的厚度时，石墨层也就变成了石墨烯。真是厉害！到了最近几年，石墨烯的发展速度就像坐上了火箭。诺贝尔奖得主盖姆在接受《科技日报》专访时也颇为感慨地表示，短短几年间全球石墨烯研发及商业化的速度令他十分惊诧。据今年十月中国石墨烯产业技术创新战略联盟发布的《2015全球石墨烯产业研究报告》统计，到2012年底，中国不仅研究石墨烯的论文发表数目位列全球第一，而且近三年专利数量迅升首位，从某些方面看，中国走在了石墨烯研究的前列。但是，盖姆在接受中国媒体采访时也指出，许多已发表的石墨烯论文中，一半的研究会被废弃掉。另一方面，许多专利，特别是产自大学的专利，其中90%并没什么价值，99%的专利最终会作废，很多人为此在浪费。而在业内专家看来，中国在石墨烯方面的科研和应用脱节问题突出，不少科研院所并不知道产业界到底要什么。从产业角度看，目前石墨烯的主要挑战在于制备方法难以同时满足低成本和高质量两个条件。接着让我们在来看看行业内的人具体怎么说。日前，发表在《财新周刊》的《掘金全球“万能材料”石墨烯》一文中写到，清华大学材料学院微纳力学中心教授朱宏伟认为：现在国内的石墨烯应用，有些确实是在炒概念，真正做石墨烯的企业其实没有几家，很多都是原来做石墨等碳材料的企业甚至完全不相关的企业打着石墨烯的旗号，或者炒作股票，或者争取国家基金，真正做石墨烯并且真正能赚钱的企业屈指可数。当前一些石墨烯应用是原来碳材料就可完成的，优势不是很明显。非石墨烯不可、真正有价值的应用，现阶段还停留在实验室中。青岛华高墨烯科技股份有限公司CEO钟成博士也称：现在纯粹炒作石墨烯概念的现象有两类，一类是借用石墨烯概念拉升股票，另一类是借用石墨烯概念，并不是真的做石墨烯，把数据吹得非常离谱，比如有的企业称充电八分钟跑1000公里，这从科学上讲是非常不靠谱的。 相关企业非常希望大家关注，但过度的炒作又是一种伤害。真正做石墨烯的企业，全国不超过40家，真正赚钱的，更屈指可数，其他都还在烧钱的阶段。（整理自《财新周刊》文章《掘金全球“万能材料”石墨烯》，详情请见今日微信荐文）虽然上面的专家都倾向于石墨烯电池在现阶段只是炒作，但是也有人在坚持不懈的研究着低成本、高质量的石墨烯制备方法和商业应用，有的甚至已经小有成就，只是还没有可以量产的产品罢了。台湾志阳科技股份有限公司的创始人宫非向无所不能（caixinenergy）的小编表示：“专家们”也是站在自己的专业看问题，做出实物前，就由他们说吧。我们正在与深圳谈电动车用锂电池合作框架，希望半年内可以完成样品，样品的目标是容量提高至1.5~2倍，8~15分钟充满80%。业内希望两年内可以实现量产，但是目前还不能确定，因为还存在很多变数。从材料特性来看，锂电池是系统整合工程，从导电率、比表面积、吸附脱附都不同，可能都要用不同的石墨烯。实验设计会反复试验排除不对变量，再做实体组装测试，反复修改。一个变量错了就可能重来，时间自然往后拖延。我保证石墨烯可以做到我说的规格，只是要用什么组合而已。到此为止，小编扒了大半天的华为石墨烯电池手机事件就算是推论出了初步结论：警惕石墨烯炒作，如要炒作来点有干货的。仔细回味下，其实这场炒作能够成功引发轰动也是有原因的：首先，石墨烯作为一种新材料已经被不明真相的群众奉为神物，不明觉厉！其次，朴素的群众以为：提高充电速度这事儿放电动汽车上不那么靠谱，没准在小小的智能手机上可以实现？再其次，华为和石墨烯扯上关系也并非空穴来风。毕竟，华为刚刚在10月宣布，准备注入大量的资金来投资曼彻斯特大学国家石墨烯研究院所负责的研究项目。该项目主要研究石墨烯在信息和通信技术行业中的潜在使用价值，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。合作期初定为两年。其实，小编相信，就像华为董事、高级副总裁陈黎芳说的那样：石墨烯方面的研究将为未来信息通信行业发展、构建更美好的全联接世界，提供至关重要的基础性支撑。但是现在就先不要用未来的成就忽悠人了哈。最后的最后，那些对已经制造出石墨烯护腰带感兴趣的读者，请直接查看今日微信推荐文章；对于那些已经了解石墨烯并且想说点什么的能豆粉们，欢迎大家加微信（hanqinke），继续聊聊这事儿！
来源：QQ播客
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充电5分钟跑1000公里！石墨烯锂电池首次登上南京展！
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以“再创新、再开拓，全球化视野”为主题的第34届中国江苏国际新能源电动车及零部件交易会（10月南京展）经过组委会10个多月的精心筹备与努力，已经进入倒计时阶段，今年参展企业数量再次创下新高，电动车品牌像小牛、台铃、绿源、小刀均已经准备就绪，盛装上阵。
2016年第34届中国江苏国际新能源电动车及零部件交易会从一个以自行车及零部件为主的展会，发展到位居全国行业展位前三甲的专业性大型展会，展会项目涉及自行车、电动自行车、电动三轮车、低速四轮以及新能源电动汽车领域，成就了以电动新能源系列的综合性电动车展会。而每年的展会上，最受到经销商关注的莫过于最新的车型以及最前沿的技术卖点。
经过本平台连续一个月的剧透，相信大家都已经对今年的南京展有了一个初步的了解，不过今年小编给大家再次曝出一个重磅消息：电动车上使用的真正的石墨烯锂电池已经面世，并首次登上南京展会！
没错，传说中的石墨烯锂电池进入南京展！首先给大家普及一下专业知识，石墨烯是目前在世界上被誉为体积最轻薄、电阻率最小、结构最稳定、最有韧性，同时硬度超过钻石的透明纳米导体材料。它的优质特性将用于新型电池的研究与研发，改善传统锂电池的弊端。
一直以来，社会大众对于石墨烯锂电池的知识一知半解，有人支持，也有人怀疑。真正的石墨烯电池可以实现快速充电、放电。有人把石墨烯电池比喻成“超级电池”，在电动汽车领域，石墨烯锂电池被神话为“充电五分钟，奔跑一千公里”，其实一点不夸张。实际上，为了降低成本，这次南京展上展出的石墨烯锂电池充电时间控制在十几分钟。普通电池由于经常快充会影响电池寿命和性能，而石墨烯锂电池却不会出现这样的情况。
由于石墨烯具有极好的导电性与导热性，因此也是目前世界上电阻率最小的材料。不过由于成本的因素，即使目前最高端的电动汽车都没有能用上真正的石墨烯锂电池。竟然2016年的南京展会上，出现真正的石墨烯锂电池？实在太让人期待了！
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大家都在看1234567890一文读懂石墨烯电池，是炒作？还是真的黑科技？
近日三星电子宣布开发出核心电池技术，其研究机构三星先进技术研究院(SAIT)成功合成了“石墨烯球”，可将电池容量提高45%，而充电速度提高至现有标准的五倍。在各大新闻的重磅报道下，不明真相的吃瓜群众就纷纷表示首款石墨烯电池又出世了。来吧，让我们看看这神乎其神的“石墨烯电池”究竟是怎么回事。
石墨烯因其强大的导电性能而被认为是革命性储能材料。在新能源汽车领域，“石墨烯电池”概念被反复提及，似乎已成为目前电动汽车电池技术的突破口。石墨烯技术电池被称为是“里程碑式的黑科技”，但是在伴随这追捧的情况下，争议的硝烟也从未间断。处在风口浪尖的“石墨烯电池”到底是概念性的炒作？还是真的会改变世界的黑科技呢？
石墨烯到底是“神马”？
实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。
它是英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在2004年用胶带撕石墨“撕”出来的。他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。
图：物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫
1毫米厚的石墨片大约包含300万层石墨烯，这种网状的二维、几乎完全透明的晶体成为了世界上最薄但是最坚硬的材料。同时，石墨烯具有极好的导电性与导热性，因此也是目前世界上电阻率最小的材料。
石墨烯电池能够在最高60摄氏度下保持稳定，稳定且简单的物理结构，让这种材料能够应付更为严苛的环境，不只局限于电视，石墨烯同时也是目前发现的最薄、强度最大、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”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
所以，石墨烯瞬间一下子受到各界的青睐。尤其是电动汽车领域，石墨烯电池更被神话为“充电五分钟，奔跑一千公里”，然而神话就是神话啊~~
三星研究出石墨烯电池？别被字面文字骗了
关于石墨烯电池的新闻报道现在屡见不鲜，尤其是经过各大媒体渲染之后，“首款石墨烯电池”会时不时的出现人们眼前。最近关于石墨烯电池的大事件当属于三星研究出石墨烯电池。
27日，三星电子宣布开发出核心电池技术，三星先进技术研究院宣布开发出一种方法，用硅石来合成像三维爆玉米花一样的石墨烯，然后将这些石墨烯“球”用作先进锂离子电池的材料。利用石墨烯延长锂离子电池续航时间，并加快充电速度。三星电子表示，其研究机构三星先进技术研究院(SAIT)成功合成了“石墨烯球”，可将电池容量提高45%，而充电速度提高至现有标准的五倍。这种石墨烯电池只需要12分钟即可充满电；而现有的锂离子电池充电需要一个小时左右。
三星科学家展示石墨烯模型
可以看到，在这款电池中，石墨烯并没有作为电池的正极或负极材料，而仅仅是帮助锂离子电池续航，当然，客观来说，这款电池的性能已经很牛逼了，但是跟真正的石墨烯电池相去甚远。
其实在这之前，关于”石墨烯-超级电池”类似这种噱头十足的研究成果的新闻也不少见。
● 早在2014年12月初，西方媒体报道，西班牙Graphenano公司和西班牙科尔瓦多大学合作研发的石墨烯电池，一次充电时间只需8分钟，可行驶1000公里。它被石墨烯研究者称做“超级电池”。这种实验室的研究成果，距离实际商用果然还是太远。
● 15年12月份，中科院上海硅酸盐研究所发布消息称，该所联合北京大学、美国宾夕法尼亚大学展开持续攻关，已研制出一种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯，该材料具有极佳的电化学储能特性，可用作电动车的“超强电池”，充电只需7秒钟，即可续航35公里，相关研究成果已于12月18日发表在世界顶级期刊《科学》上。这个消息应该是石墨烯“自嗨”的起点，而现在已经马上到2017年了，我们还没有见到一辆石墨烯电池车动车。
● 比如华为去年的新闻报道：“华为中央研究院瓦特实验室宣布，他们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，而这个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。”
● 还有在Mate8的发布会之前，也曾以石墨烯点为宣传点，造成“发布会未开，Mate8已火”的盛况。但是后来，在长达两个半小时的发布会中，华为只字未提“石墨烯”，只是提到了超长续航、快速充电而已，以致于许多人大呼被骗了。
“石墨烯电池”不存在
石墨烯在电池领域的应用形式，无外乎三种：一是直接作为正/负极材料；二是作为导电添加剂，添加到正/负极电极材料中，或对电极材料进行复合改性处理，提高电极导电性和充放电倍率；三是作为集流体或集流体涂层，用于提高电池功率特性。
而石墨烯在锂离子电池上的应用主要采取后两种方式。因为石墨烯直接作为负极材料时，其表面特性容易受外界影响，稳定性极差，存在首次效率低下等问题，难以满足锂离子电池性能需求。
石墨烯材料与传统电池材料混合，能够显著提升电池充放电、循环寿命等，它也成为动力电池企业在新一轮市场竞争中的制胜点。不可否认，石墨烯应用工艺创新、研发，一直是制约我国电池相关行业实现产业升级的难题。
纵观全国石墨烯产业，将石墨烯作为基础材料添加到现有各类电池材料中，已成为国内各主流电池企业的普遍做法。
为什么说石墨烯电池炒作大于实用?
不难发现，在很多百科以及专业的电池门户网站上，很难找到关于石墨烯电池的详细介绍。缺乏很多必要的技术参数，如能量密度、电压、循环寿命等。对于电池来说，一个连基本结构都没有明确定义的电池，铺天盖地的新闻又怎能让人相信呢？新闻越多，会不会是“石墨烯电池”不靠谱的佐证呢？
那么石墨烯电池为何如一只困笼之兽呢？目前来看，采用石墨烯电池作为材料，还有很多内在与外在的问题急需解决：
1.成本无法接受。传统导电炭黑和石墨都是论吨卖的，而石墨烯是论克卖，不知道猴年马月才能降到与电炭黑和石墨相近的价格，即便是按照某些媒体报道的石墨烯降低到3元/克，换算成吨也要300万元/吨。再退一步讲，就算“超级电池”真的能制造出来，它的价格也是我们这些“穷”人无法接受的。
2、工艺不兼容。石墨烯表面积过大，会对现有锂离子电池的分散均浆等工序带来一大堆工艺问题。如果电池厂调工艺会是一个巨大的工程，而此时又没有性能指标突破性进步带来的足够的利润空间驱动，加之石墨烯表面特性受化学状态影响巨大，批次稳定性，循环寿命等等都有很多问题，目前来看无法满足生产中遇到的一堆问题。
3、如果石墨烯做负极(取代理论容量360mAh/g的石墨)：理论上最多是石墨负极两倍的容量(720mAh/g)，效率太低，且性能受表面状态影响极大，反观硅，它的理论容量近石墨的10倍，且在抑制粉化开裂方面这几年来已经有了很多科研和工业等级的成果。
所以“石墨烯电池”本来就是掺了点石墨烯的锂离子/铅酸电池，不存在替代问题，因为这个技术压根就是“只可远观不可亵玩焉”！
量产之路，道阻且长
石墨烯材料从实验室到工程化应用，再到商业化，还有很长的路要走，更需要做好石墨烯及其改性材料在工业产品中的首批次示范应用。
就目前来看，石墨烯电池无论是在先天性、技术方面、外在因素上，都或多或至少的存在着劣势，至少在目前来看，石墨烯电池应用在实际场景中，还需要很长的路要走。
电池技术发展的确比较缓慢，这需要我们大家一起踏实把事情做好，而不是天天指着满天飞的噱头来解决生活中的问题。面对中国现在石墨烯产品跟我国电池产品一样，量大而质拙。而到真正的石墨烯电池，我们可能还要有十年甚至更久的路走。用一个未来才会民用的东西，现在就宣称量产来圈钱，虽然出发点是好的，但并不利于我国电池行业的扎实发展。我们或许应该好好学习下日本做电池的那种匠人精神。
石墨烯电池目前就像一头困兽，前后夹击，不过石墨烯电池毕竟是一头兽，也许什么时候突破了重围也说不定呢!
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石墨烯电池将突破电池瓶颈（全文）
原标题：石墨烯量产——突破锂电“致命缺陷”
摘要：全球第三条100吨石墨烯生产线将于5月底在我省投产，或将引发电动汽车领域一场革命。石墨烯是一种以石墨为原料的纳米材料，它是迄今为止世界上已知材料中最轻、最薄、最硬的韧性材料，具有高导电、高强度、高导热、高比表面积等特点。石墨烯电池一旦问世，有望将电池容量增加1.5倍，充电时间缩短至几十分钟。
上图:微观放大的石墨烯。下图:重量为2克的石墨烯样品。
网易河北讯& 全球第三条100吨石墨烯生产线将于5月底在我省投产，或将引发电动汽车领域一场革命。或许有一天，你会把触屏平板电脑三折两叠塞进口袋；用几秒钟将手机充满电，用上半个月不用再充；乘坐超轻型飞机，驾驶轻型汽车，甚至登上人类梦想的上万英里的太空电梯……
所有这些美妙梦想，都来源于一种特殊材料——石墨烯。
“石墨烯是一种以石墨为原料的纳米材料，它是迄今为止世界上已知材料中最轻、最薄、最硬的韧性材料，具有高导电、高强度、高导热、高比表面积等特点。”4月2日，长期关注石墨烯发展的唐山建华实业集团总裁孟英表示，这种超凡的新材料必将在电动汽车、电子信息等多个领域带来革命性变革，有望成为下一个万亿级的产业。
“我们率先研发出一种新的石墨烯制备方法，适用于低成本大批量规模生产。”自去年年底，建华实业在我省投产首条年产50万克石墨烯生产线之后，目前一条年产100吨的生产线正在紧张组装中，将于5月底正式投产。对于这一令人期待的石墨烯量产技术新突破，孟英感到，它将为新型工业化发展带来巨大空间。
5小时到30分钟的颠覆
破解锂电池充电瓶颈，掀起电动汽车领域革命
充电仅需5小时便可行驶500公里，今年年初，特拉斯在国内的上市可谓是“冬天里的一把火”，掀起电动汽车领域的一场革命。
虽然电池技术向前迈出一大步，但仍存在跑上一会儿需要停下来充5小时电的尴尬，充电时间长依然是锂电池难以逾越的鸿沟。被视为汽车未来发展方向的电动汽车，因为无法解决这道瓶颈难题，多年来一直在推广道路上举步不前。
“这扇大门，将由石墨烯开启。”和很多业内专家一样，孟英非常看好石墨烯在能源领域的应用，公司的科研团队正在进行石墨烯基超级电容和电池的研发。石墨烯电池一旦问世，有望将电池容量增加1.5倍，充电时间缩短至几十分钟。使用石墨烯基超级电容替代电池，充放电时间最短甚至可以达到几秒钟。
“这也就意味着，以后给电动汽车充电比加油时间还短，这将为电动汽车领域带来一场颠覆性革命。”孟英表示，目前他们正在布局石墨烯基电容电池生产线，预计将于今年12月底正式投产。
在唐山建华实业集团生产基地，记者领略了石墨烯的“神奇”——虽然与石墨同出一源，却与我们平时所见的铅笔芯相差甚远，石墨烯微片更像是棉花一样的黑色絮状物，它薄如蝉翼、轻若鸿毛，仅仅180克就能盛满一个容量50升的白色塑料桶。
孟英解释说，石墨烯电池之所以充放电速度快、储能大，就是利用了石墨烯材料的高比表面积、高导电特性，石墨烯材料的导电性能是铜的10至100倍。传统锂电池如果快速充放电，必然导致电流增大，而电流过大会引起电池发热而缩短使用寿命，甚至引发爆炸。利用石墨烯的特性将其添加到锂电池的正负极材料中，有望解决这一弊端。
孟英解释说，锂电池的工作过程，就是锂离子从正极到负极往返摆动的过程。把石墨烯添加到正极材料中，可以提高正极材料的导电能力，增加电池的放电倍率，加快电池的充放电速度。把石墨烯添加到负极材料中，则可以提高容纳锂离子的能力，增加储电容量。
“石墨烯的轰动，是因为它创造了诸多纪录，石墨烯一系列神秘的特殊性让人们对它的应用充满幻想。”孟英这样描述，石墨烯还是世上最薄、强度最高的材料，它只有0.34纳米厚，二十万层石墨烯叠加起来的厚度大概等于一根头发丝的直径。它比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢材还要高上100倍。该材料几乎完全透光，透光率在97%以上，有望被用于制造新一代高性能电子学器件。
目前，该公司近四十人的团队正在致力于石墨烯下游产业链的开发及应用，同时开发的产品有十几种。据介绍，石墨烯在电子、航天、军工、新能源、新材料等领域有着无比广阔的应用潜力：凭借石墨烯优良的电学性能，它将是最具潜力取代硅制作超微型晶体管的新型材料，未来计算机的运行速度有望提高10至100倍；其轻盈坚韧的特性，又是制作超轻防弹衣、超轻飞机材料的首选；利用纳米技术还可以把石墨烯制成一种DNA感测器，用来探测DNA链的旋转和位置结构，为基因组测序技术开辟一条新路径；石墨烯还可以制成抗菌材料，在杀菌的同时不损伤细胞。
1克到500吨的突破
石墨片剥离出石墨烯微片，打败产业化拦路虎
今年3月初首次到广东与一家电池企业洽谈合作，孟英仅凭一桶180克的石墨烯微片样品，不费吹灰之力就敲开了合作的大门。看到这桶样品，广东方面负责人当时就“惊呆了”，没等孟英开口介绍就主动要求开展合作。
“与实验室以1克为计量单位相比，这一桶样品无疑是天文数字，具备大规模生产能力是促成双方合作的最重要因素。”孟英认为，“高质量、低成本宏量生产工艺是当前石墨烯实现产业化、进入应用领域的关键。”
目前，建华实业集团石墨烯年产量达到50万克，年产100吨的石墨烯生产线也将于5月底投产，各种性能在同行产品中名列前茅。同时，该公司二期年产500吨的生产线已完成了生产工艺设计工作，正在筹划年底前在曹妃甸开工建设。
那么，石墨怎么才能变成石墨烯？“由于石墨片层与层之间作用力较弱，我们常见的石墨烯大部分都是由石墨片剥离而成。”孟英介绍说，用胶带黏出石墨烯的办法显然不适合工业化生产。目前业界主要有化学气相沉积法、氧化还原法、热解碳化硅法等石墨烯批量制备技术，但全球只有少数几家企业可以进行工业化生产。
从2009年开始知道石墨烯至今，孟英一直在试图找出已有制备技术不能量产的原因。经过几年研究，他的团队在氧化还原法的基础上独辟蹊径，对已有制备技术进行了变革，设计了具有自主知识产权的生产工艺和装备，使大规模生产成为现实。
他拿来一摞A4纸边打比方边介绍说：“石墨块就像这摞纸一样具有层状结构，经过以前的处理方法，能将纸与纸之间的距离拉大，但每张纸还会与上下层的纸紧挨在一起，难以从一摞纸中剥离开。这样有的几张挨在一起，有的十几张挨在一起，形成5层以下微片的几率很小。”
找到了根源，问题便迎刃而解。“关键就是让每一张纸从纸摞中均匀分散开。”孟英打比方说，如果原来是用小刀切的方式，那么新的工艺更像是在每一张纸之间安放了“炸药”，所有“炸药”会在同一时间共同发挥作用，这样一摞纸就会均匀炸成一张张分散的纸片。
“炸开后的纸片如果挨得太近，还会重新团聚在一起，这样就会前功尽弃。”孟英介绍说，这个难题可以通过化学和物理方法解决，让每一张小纸片失去团聚性能，成为一个个独立的个体，即使挨得再近也无法重新团聚起来。
对此，孟英感触良深：“听起来道理似乎很简单，为了实现产量从1克到500吨的突破，五年时间里我们光制备工艺就更新了八代。想要达到更好的分层效果，每一步工艺路线涉及的材料选定和设备定型都会像神农尝百草一样试验成百上千次。”
800元到25元的缩减
从黄金价降到白菜价，依然保有黄金品质
“我们要做的就是努力使石墨烯从黄金价降到白菜价，但依然保有黄金的品质。”孟英表示，只有将生产成本降低，才能使石墨烯更广泛地应用到各个领域中，否则石墨烯将无法实现产业化应用。“比如石墨烯电池效果确实很好，但如果价格是锂电池的几十倍，即便性能再优异又有谁会去选择购买？”
“5月底年产100吨生产线建成以后，我们生产的石墨烯微片成本将降到1克25元钱，远远低于每克800元的市场价。”孟英认为，成本的大幅降低，将会使石墨烯具备参与市场竞争的成本优势。
石墨烯的成本怎样才能降低？“降低成本主要通过技术改进来实现。”孟英介绍说，想要达到上百吨的年产量，只要一条生产线就能实现，而按照原来的技术光设备就要几万台，仅这一项就要投入几十亿资金，设备折旧、人员工资等费用则更不用说。此外，用几百块钱的原料替代上万块钱的，原料筛选也为降低成本发挥着重要作用，
他以特斯拉电动汽车使用的18650电池为例介绍说，以每克石墨烯25元计算，每块电池需要1.2克左右石墨烯，费用为30元钱，这和普通锂电池价格相差不是太大。但石墨烯电池的寿命为1万次，是传统电池的10倍，10块传统电池才能抵1块石墨烯电池的使用寿命，照此计算石墨烯电池的价格反而更低。
“25元钱还远未达到成本极限，随着研发深度的增加以及制备工艺的改进，成本将越来越低，我们的目标是1克几元钱甚至更低。”孟英对此有着清醒的认识，石墨烯价格越低需求量就越大，需求量的加大还会促进产业规模的扩大，这是一个良性循环。
“降低成本的同时，还要保证石墨烯的品质，这样石墨烯材料才会更有价值。”孟英解释说，比表面积大小是评价石墨烯产品质量好坏的重要标准，石墨烯比表面积越大，单层率越高，品质越好。
石墨烯品质的不稳定，还会影响到下游产业链产品的性能稳定。孟英举例说，“比如不同批次石墨烯比表面积相差较大，如果制作成石墨烯电池，那么有的容量是普通锂电池的1.1倍，有的是1.3倍，还有的甚至更多，在应用时就会影响电动汽车性能。”
“通过我们的技术生产的石墨烯初级产品，比表面积稳定在每克550平方米左右，中试结果最高时可达到1000平方米左右。”据孟英介绍，通过控制原料品质和生产工艺，该公司生产的石墨烯层数稳定保持在5层以下。
（记者 周洁）
本文来源：河北日报
责任编辑：HEB009
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