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石墨烯電池名不副實 多項技術難突破

時間:2015-12-08 09:16來源:每日經濟新聞 作者:西顧
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　　11月26日，華為的一款手機上市前，消息稱該手機使用了石墨烯電池。受此影響，當日石墨烯概念股領漲大盤。
 
　　盡管隨后華為證實手機并未使用石墨烯電池，但資本市場對于石墨烯電池仍存在巨大的想象空間。但不少學者認為，目前多方面技術難以突破，真正的石墨烯還是一種處于實驗室的產物，其實現量產仍然遙遙無期。
 
　　北京有色金屬研究總院高級工程師、清華大學博士劉冠偉在接受采訪時表示，首先如何定義石墨烯電池就存在分歧：“電極材料中添加了石墨烯材料就定義為石墨烯電池存在誤導。關于石墨烯電池的新聞都僅限于一些皮毛的報道，連電池的結構和反應機理示意圖都沒有，也缺乏具體的能量密度、電壓、循環(huán)壽命等具體技術參數。對于電池工業(yè)來說，沒有這些信息，報道出來的新聞缺乏最基本的可信度，虛假夸大宣傳的可能性極大。”
 
　　石墨烯電池“名不副實”
 
　　鑒于石墨烯可能存在的突出性能，近年來關于石墨烯應用的消息總能引發(fā)關注。這其中最出風頭的，還是石墨烯電池。但這卻很難得到業(yè)內卻人士的認可。劉冠偉認為，石墨烯可以做導電劑，促進鋰電池快充放，理論上能提高倍率性能，但若分散工藝不到位，混料不均，一切都是空中樓閣：“石墨烯的成本過高、在鋰電池中工藝特性不兼容等問題，使得‘石墨烯電池’這個技術接近于不存在，其噱頭意義遠大于實用價值。”
 
　　中國石油大學教授李永峰同樣持質疑態(tài)度。他認為，目前石墨烯在電池上的應用，主要是和硅結合在電池負極里面代替原來的石墨，這樣可以提升電池的整體容量和充電速度，但性能提升效果有限，網上傳言顛覆式提升并不太現實。此外，也有業(yè)內人士提及，石墨烯表面特性受化學狀態(tài)影響巨大，批次穩(wěn)定性、循環(huán)壽命等問題也比較難以滿足鋰電池生產的細致要求。
 
       此前網上曾有消息稱比亞迪公司也正在研究石墨烯在鋰電池上的應用，但是記者從比亞迪相關負責人處了解到，比亞迪的電池目前仍是運用磷酸鐵錳鋰，并沒有用到石墨烯。
 
　　盡管目前多位業(yè)內人士認為所謂的石墨烯電池只是炒作，但在清華大學材料學院教授朱宏偉看來，說技術完全不存在也過于絕對，“隨著技術和工藝成熟，通過石墨烯來提升電池性能未來是可以實現的”。
 
　　高端技術仍在實驗室內
 
　　實際上，不僅是石墨烯電池，石墨烯的許多優(yōu)質性能及產品目前還難以在實驗室之外的地方展現，而相關產品的批量化生產更是遙遙無期。
 
　　概念上講，石墨烯是只有一個碳原子厚度的二維材料，意味著真正的石墨烯是單層的，僅有一個原子的厚度，是目前已知的最薄的一種材料。正是在單層的條件下，石墨烯才具備多重讓人驚喜的屬性。比如在納米級別上，其強度是鋼鐵的20倍，但同時具有20%拉伸不斷裂的柔性；它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；導熱系數高達5300W/m·K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過15000 cm2/V·s。這些優(yōu)異的性質，被認為是石墨烯可以顛覆很多產業(yè)的原因。
 
　　盡管其在下游應用上有可見的產品，但是中信建投的報告同樣顯示，具備優(yōu)異性質的產品何時能走出實驗室仍然是未知數。例如石墨烯作為透明導電膜使用時，其工業(yè)產品的制備便存在一定的瓶頸，使得產品中石墨烯原油的電導率低等特性無法發(fā)揮；石墨烯替代硅應用于用于高性能集成電路和新型納米電子器件中，也由于單層石墨烯沒有帶隙，無法實現邏輯電路必需的晶體管開關功能，工藝復雜性程度大幅提高，在微電子領域廣泛使用還有待時日。
 
　　朱宏偉表示：“目前石墨烯應用比較成熟的領域多集中在中低端添加石墨烯類物質的產品，真正能夠顯示石墨烯特殊性能的高端應用尚在實驗室之中，短期內批量生產和商用還有困難。”
 
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