石墨烯电池是电动汽车的关键技术（石墨烯到底是啥）

石墨烯被誉为“改变21世纪的神奇材料”，且因其独特的电学、力学、热学和光学性能及较高比表面积，近年来受到极大重视，下面我们就来说一说关于石墨烯电池是电动汽车的关键技术?我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!

石墨烯电池是电动汽车的关键技术

石墨烯被誉为“改变21世纪的神奇材料”，且因其独特的电学、力学、热学和光学性能及较高比表面积，近年来受到极大重视。

石墨烯技术的发展

2010年，英国曼彻斯特大学的安德烈˙海姆和康斯坦丁˙诺沃肖罗夫因“突破性地”采用撕裂的方法得到只有一个碳原子厚度的超薄材料石墨烯而获得了当年的诺贝尔物理学奖。

从那时开始，石墨烯这种世界上最薄且最坚硬的材料激起了全世界的研发热潮。

从实验室中石墨烯超导体的出现，到石墨烯超级电容器应用于无人驾驶车辆，再到石墨烯增强的无人机的问世，这些无疑都为人们勾画出更加美好的石墨烯科技发展蓝图。

目前石墨烯技术研究主要有储能（锂离子电池、超级电容器、光伏、燃料电池、铅酸电池）、复合材料（导电/导热材料、吸波材料、磁性材料、润滑材料、阻隔材料、催化剂、增强及表面处理材料）、电子信息（柔性透明器件、半导体器件、电子封装）、传感器（生物及化学传感器、物理传感器）、结构材料（薄膜、气凝胶、石墨烯/碳纳米管复合、多孔石墨烯、碳纤维）、生物医药和水处理等八大领域。

石墨烯超级电池已经出现

石墨烯赋能超级电容可以实现电池储能技术的突破。

超级电容器是一种电化学的物理部件，自身不具备化学反应的。超级电容通过注入电解质来储能，电解质在电极的作用下，表面电荷吸附周围的异性离子，并附着在电极表面形成双电荷层，采用特殊电极结构，产生极大的电容量。　　

2015年，中国中车就成功研发的“3伏/12000法拉石墨烯/活性炭复合电极超级电容器”和“2.8伏/30000法拉石墨烯纳米混合型超级电容器”，其代表了目前世界超级电容单体技术的最高水平，技术研发持续走在世界前列。

根据不同的容量和额定工作电压，3伏/12000法拉超级电容在30秒内即可充满电，2.8伏/30000法拉超级电容充电时间在1分钟内，行驶里程可从目前的4-6公里提高到8-10公里，实现车辆只需在首尾站点充电的要求。

相比活性炭超级电容，石墨烯/活性炭复合电极超级电容能量更大，寿命更长。

超级电容除了具有“充电次数可达100万次、充电时间最短数十秒优势外，无污染以及爆炸风险也是吸引人的一大优势。

我们知道，锂电池具有很高的能量密度，这意味着它们可以储存大量的能量，但它们的功率密度往往相当低，这意味着它们的充放电速度相对较慢。

近期，德国也已经制作出一种石墨烯超级电池，其能够在15秒内充满电。这是一种混合电池组，其结合了普通的锂离子电池和自研的超级电容电池，在协同工作下发挥各自优势。

超级电容器的加入，静态存储电荷就为快速充放电做好了铺垫。这种电池能以更高的速度充电和放电（提高能量密度），并可持续数十万次循环而不退化，但是距离商业化还有很多路要走。

石墨烯电池能否应用于电动车

石墨烯拥有超乎想像的导电能力，石墨烯电池概念成为突破目前电池技术瓶颈的救命稻草。尤其国内电动汽车行业但凡有技术突破都与石墨烯电池挂钩。

电池技术的核心就是充电速度和容电量。石墨烯电池之所以被热炒是因为石墨烯的导电性能比铜或者银强数倍，这仅仅只是导电性。

但是，石墨烯的结构和碳原子的结构特性导致其容电量只有传统电池中硅的四分之一。那么石墨烯电池要想达到理论上的高效就必须将两者的优点进行结合。

很遗憾通过现有的技术和工艺都无法做到传统硅与石墨烯在纳米上均匀分布，即使将来做到这点，成本的制约导致量产也是很遥远的事情。

还有一个最致命的一点是，在试验中，石墨烯做负极的锂电池循环寿命很差，充放电快，但是失效也快，不够稳定。

电动汽车电池的基本诉求有三点：充电快、容电量大、耐用性强。而石墨烯目前也仅仅是满足了充电快这点，所以，石墨烯电池真正商业用于电动车行业在可以预见的未来可能性极小，相信随着新材料的出现，新工艺的进步，石墨烯的特性能够进一步被发掘和利用。

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