石墨烯电池为什么没有取代锂电池成为电动车的电池？

石墨烯被研究者和各大媒体誉为“新材料之王”，是人类已知强度高、韧性好、重量轻、透光率高、导电性佳的新型纳米材料。

集万千光芒于一身的石墨烯聚合电池，有着比能量高、充电速率快等优点，正好是当今电动汽车的痛点所在。比如早在2015年，华为瓦特实验室在日本第56届日本电池大会上发布的一项快充技术，这款3000mAh的石墨烯电池仅需5分钟，就可获得高达48%的电量。

更有甚者，早在2014年，西班牙Graphenano公司就与西班牙科尔瓦多大学，合作研究出了首例石墨烯聚合材料电池。

在电动车当中，三电系统是核心，而其中的电池则是核心中的核心，电池作为动力能量以及全车电力的来源，担当着十分重要的角色。目前，电动车主流的电池都是采用锂电池，这种电池能量密度适中，而且也较为成熟，制造成本也比较有优势。但是，锂电池也有非常致命的弱点，比如，安全性差，容易引发火灾；比如，充电速度慢，最快也要几个小时。

不仅如此，锂离子电池的内部阻抗高。因为锂离子电池的电解液为有机溶剂，其电导率比镍镉电池、镍氢电池的水溶液电解液要低得多，所以，锂离子电池的内部阻抗比镍镉、镍氢电池约大11倍。如直径为18mm、长50mm的单体电池的阻抗大约达90mΩ。

除此之外，锂电池工作电压变化较大。比如电池放电到额定容量的80%时，镍镉电池的电压变化很小（约20%），锂离子电池的电压变化较大（约40%）。对电池供电的设备来说，这是严重的缺点，但是由于锂离子电池放电电压变化较大，也很容易据此检测电池的剩余电量。

石墨烯的由来与优势。2004年，英国物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出石墨烯，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。这是人类首次分离出石墨烯，它也即将成为硅的替代品，也被人们称之为“黑金”，之所以如此，是因为它是世界上目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的纳米材料，并且几乎是透明的存在，可以完美的制作成如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。

现在，已有许多锂电行业对石墨烯在锂电池里的应用展开了研究，主要有两个方向的研究：①石墨烯用于锂电正极材料；②石墨烯用于锂电负极材料。据一些新闻报道，这些实验性研究所获得的电化学性能提升幅度有限，此外成本也很高，即石墨烯暂时无法商业化应用于锂电成本高昂是主因。

石墨烯基锂电池应用前景

石墨烯材料这个泡沫现在确实被吹得太大了。特别是在电池行业，量产，走进人们的生活的可能性微乎其微，主要原因如下：

商业化要考虑的首要问题就是成本，在锂电池中石墨烯主要起到的作用与传统碳/石墨的作用是相似的，一是导电剂，二是可能做电极嵌锂材料，但是原料价格相差成千上万倍。

2.工艺繁琐，后处理污染严重，石墨烯比表面积大，受化学状态影响巨大，批次稳定性，循环寿命等众多细致因素限制，生产工艺及其复杂，而且石墨烯生产需要用到大量的硫酸，后处理也很麻烦。

3.石墨烯是可以做导电剂促进快充放，虽然理论上可以提高倍率性能，但是如果分散工艺不到位混料不均，可能性质反倒下降，得不偿失。

所以，石墨烯掺杂锂离子电池目前还无法广泛的应用，且由于工艺和成本等原因应用前景堪忧，更别提全石墨烯电池了。