石墨烯聚合物電池，集萬千光芒於壹身，具有比能量高，充電速度快的優點，這也正是當今電動車的痛點。比如早在2015，華為瓦特實驗室就在日本第56屆日本電池大會上發布了壹項快充技術。這種3000mAh石墨烯電池可以在短短5分鐘內獲得高達48%的電力。
更何況，早在2014年，西班牙石墨烯納米公司就與西班牙科爾多瓦大學合作研發了第壹款石墨烯聚合物電池。
據他們說，這種電池有許多優點:
1.壹個石墨烯電池的比能量超過600wh/kg，存儲容量是當時市面上最好產品的3倍。這樣的表現在今天是可以碾壓的(比如比亞迪磷酸鐵鋰電池單次能量密度為150~160Wh/kg，特斯拉最新的21700電池系統能量密度為300 Wh)。
2.單次續航裏程可高達1000公裏；
3.單次充滿電只需8分鐘；
4.使用壽命是傳統氫化電池的4倍，鋰電池的2倍；
5.重量只有傳統電池的壹半；
6.石墨烯納米公司表示，這種電池的成本比鋰電池低77%。
站在實驗室的角度，我並不是很懷疑這些數據，因為石墨烯電池也被稱為“省錢武器”或者“紙武器”。不信妳去大學看看就知道了。研究這個東西很容易發表文章，但是到了實用階段，基本上就啞了。
驗證這是不是故意貶低石墨烯電池很簡單。比如，到現在已經四年了，石墨烯納米再也沒有出現在我們的視野裏。
從官網上看，最新的消息基本都是參加國家級會議或者石墨烯在其他產品上的應用(比如牙科產品)。不要在電動汽車市場廣闊的情況下從醫療用品上賺錢，要麽是我們瘋了，要麽是我們高估了他們的產品。
事實上，就石墨烯在電池中的應用而言，主要是與矽結合。所謂的石墨烯電池，本質上還是鋰電池。對於鋰離子電池來說，石墨烯作為碳基負極材料，沒有辦法從根本上改變鋰離子電池的能量比。
在電池負極中替換原有的石墨，可以提高電池的整體容量和充電速度，但性能提升效果有限，沒有上面說的那麽強。
附:上圖為斯坦福大學崔屹教授在Nature Nanotechnology上發表的題為“空氣穩定的自支撐鋰合金/石墨烯箔作為鋰金屬陽極的替代品”的研究成果。即便如此，它的性能也沒有達到碾壓的程度。
當然，這不是阻礙石墨烯電池上市的主要原因，量產困難的主要原因在內部。
1.全石墨烯電池非常昂貴且制備困難，幾乎不可能量產。現在公布的壹些驚人數據，基本都是來自高純度的石墨烯電池，只出現在概念階段或者實驗室裏；
2.“摻雜石墨烯電池”在鋰電池中的作用是導電劑或電極嵌入鋰材料，但與傳統導電碳和石墨的低成本相比，前者帶來的性能提升不足以吸引廠商；
3.石墨烯材料本身具有高比表面積等特性，與目前鋰離子電池行業的技術體系不兼容；
4.此外，例如其他材料的影響(例如矽作為負極具有更高的理論容量)和分散工藝的困難限制了其在鋰電池中的應用。
總之，首先要註意的是，石墨烯電池在中短期內基本不可能取代鋰電池；“摻雜石墨烯鋰電池”雖然有壹定的應用前景，但作用並不大，不足以撼動目前的格局。
目前在世界範圍內，新能源汽車已經成為大勢所趨，世界各國的政策都大力支持。此外，許多國家甚至制定了傳統燃油汽車的退市時間表。可以說，在未來，新能源汽車將完全取代傳統燃油汽車。在新能源汽車中，各國都把發展純電動汽車作為主攻方向。
電動汽車中，三電系統是核心，電池是核心中的核心。電池作為整車的動力能源和電力來源，起著非常重要的作用。目前電動車的主流電池是鋰電池，能量密度適中，技術成熟，制造成本有優勢。但是鋰電池也有致命的弱點，比如安全性差，容易引起火災；比如充電速度慢，最快也要幾個小時。
此外，鋰離子電池的內部阻抗很高。由於鋰離子電池的電解液是有機溶劑，其電導率遠低於鎳鎘電池和鎳氫電池，所以鋰離子電池的內阻抗比鎳鎘電池和鎳氫電池高11倍左右。比如直徑為18mm，長度為50mm的單體電池阻抗約為90 mω。
另外，鋰電池的工作電壓變化很大。比如電池放電到額定容量的80%時，鎳鎘電池的電壓變化很小(20%左右)，鋰離子電池的電壓變化很大(40%左右)。這對於電池供電的設備來說是壹個嚴重的缺點，但是由於鋰離子電池的放電電壓變化很大，因此很容易據此檢測到電池的剩余電量。
石墨烯電池是壹種新能源電池，是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速、大量穿梭的特性開發的。石墨烯並不是壹個新概念。國內外許多專家學者從事了多年。雖然有壹些令人振奮的實驗現象和成果，但在實驗室中只是處於理論探索階段，其制造、加工和應用效率都存在很多問題。所以石墨烯電池還達不到量產的條件，暫時還不能替代鋰電池。
什麽是石墨烯電池？
我們先來了解壹下什麽是石墨烯電池。它是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速、大量穿梭的特性開發的新能源電池。
石墨烯電池為什麽被稱為神奇材料？
為什麽沒有更換鋰電池？
眾所周知，電動車的鋰電池多為三元鋰電池或磷酸鐵鋰電池。然而，中國鋰和鈷儲量的短缺成為電動汽車發展的障礙。為了避免被人控制，必須開發新材料電池。石墨烯由於其優良的特性，是壹個很好的方向。
但是為什麽現在石墨烯電池不替代鋰電池呢？因為石墨烯電池目前在很多方面都很難突破，還是實驗室裏的產品。
所以石墨烯電池還達不到量產的條件，暫時還不能替代鋰電池。
在可預見的未來，石墨烯電池不太可能取代鋰電池。壹方面，技術還不成熟。另壹方面，成本降不下來。此外，在安全、穩定等諸多方面還有大量工作要做。而且，即使石墨烯電池真的制成並大規模應用，也不壹定能應用到電動車上，取代現在流行的鋰電池。核電站有很多優點，並不意味著核電站可以隨意替代其他類型的電廠。同樣，石墨烯電池也不壹定適合電動汽車。只有在合適的應用場景下，特定的技術才能發揮出最大的優勢。
1.石墨烯電池從實驗室走向市場需要壹個過程，但這個過程還沒有開始。科研成果轉化為市場產品需要壹個過程，並不是每壹項技術都適合大規模商用。目前來看，所謂的石墨烯電池如果是什麽樣子，那就沒有* * *知識了。如果用壹點點石墨烯做電極材料是石墨烯電池嗎？目前市面上敢打“石墨烯電池”招牌的電池，除了騙子，基本都是“摻雜石墨烯的鋰離子電池/鉛酸電池”。想象中的全石墨烯電池目前確實存在，但只存在於實驗室。還遠遠達不到產業化標準。石墨烯的潛在應用場景不僅僅是替代傳統電池。事實上，石墨烯在新型柔性電池、器件、顯示器、催化劑等方面可能更有前景。考慮到鋰電池相當不錯的綜合性能、良好的性能、成熟的產業以及相對低廉的價格，石墨烯在可預見的未來是不可能取代鋰電池的。壹項技術的實際價值不僅取決於性能，還取決於性價比和穩定性。石墨烯要想有壹天超越鋰電池，成為最適合汽車的電池選項，就必須在實驗室裏展現出鋰電池無法比擬的優勢，然後被各大廠商大力推廣。目前，石墨烯電池還不成熟，沒有表現出比鋰電池明顯的優勢。所以石墨烯電池甚至取代鋰電池的可能性是不存在的。從實驗室到市場需要壹個過程，而對於石墨烯電池來說，這個過程還沒有開始。因為，我還沒有找到去市場的理由。
2.石墨烯技術可能被用來加強鋰電池，而不是取代它們。雖然石墨烯電池技術是壹種更新、可能更強大的技術，但鋰電池本身就是電池技術多年的結晶。鋰電池本身有很多優點，所以可以成為目前最主流的汽車電池。石墨烯技術確實為電池技術的突破提供了壹種可能，但並不意味著石墨烯可以完全取代鋰電池。未來，如果石墨烯相關研究成熟，技術有所突破，將研究成果應用到鋰電池上提升性能的可能性要比完全用石墨烯替代鋰電池高得多。任何材料都有自己的特性，石墨烯的表面特性受化學狀態影響很大，穩定性和循環壽命都存在很多問題。如果刻意追求石墨烯而不是鋰電池，很可能會生產出不如鋰電池實用的石墨烯電池。
綜上所述，壹方面石墨烯電池技術不成熟，另壹方面石墨烯未必是升級換代鋰電池的理想選擇。到目前為止，沒有人會想用石墨烯電池取代汽車中的鋰電池。
最近，榕樹公司推出了壹款石墨烯電瓶車，非常引人註目。
石墨烯電池技術汽車的出現，將大大緩解純電動汽車帶來的充電時間問題和裏程焦慮！
但目前市場上宣稱的“石墨烯電池”是壹個不準確的概念。準確的說，基本上就是在材料中加入壹點石墨烯來改善鋰電池的壹些性能，可以稱之為石墨烯基鋰離子電池。
這項技術最大的特點是可以大大提高電池的熱穩定性和使用壽命。要知道以前的鋰電池在高溫下工作，不僅效率低，壽命也大大降低。
石墨烯是由碳原子組成的單層平面薄膜，是目前世界上已知的最薄、最硬的納米材料。由於只有壹層原子，電子的運動被限制在壹個平面內，這使得石墨烯成為世界上導電性最強的材料。
目前，幾乎所有商用鋰離子電池都采用石墨負極材料，在陰極性能相近的情況下，鋰離子電池的性能很大程度上取決於陰極材料。可見石墨烯在鋰離子電池中可能發揮作用的領域只有兩個:直接用作負極材料和用作導電添加劑。
但使用石墨烯作為導電劑的成本遠高於普通炭黑，鋰電池成本是關鍵控制因素，並沒有降低原材料成本。就算石墨烯的電性能再好，電池廠商也花不起幾十萬美元壹噸。
如果綜合考慮材料成本、生產工藝、加工性能和電化學性能，在制造、加工和應用效率上都存在很多問題。石墨烯可以作為鋰電池的調味品，但不適合作為主體材料。所以石墨烯電池取代鋰電池成為電動車電池的可能性不大，產業化前景渺茫。
我認為石墨烯或石墨烯復合材料在電池領域產業化前景不大。現在廣泛使用的鋰電池很難被取代，主要是因為其極其昂貴的價格和復雜的制造工藝。這個問題確實很專業，但是下面很多汽車專家的回答並不完全正確。
首先說壹下這個問題的誤區。我身邊有很多課題組在做鋰電池和石墨烯的研究。為了詳細回答這個問題，今天午餐時我特意和相關領域的研究人員探討了這個話題。現在我為妳詳細解答這個問題。首先糾正壹下汽車專家的錯誤是，摻雜石墨烯電池和全石墨烯電池是沒有區別的，兩者的區別在技術和價格上有很大的不同。在科研領域，全石墨烯電池的研究者並不多，不難想象為什麽。除了目前熱點的鋰離子電池，石墨烯作為電極材料應用於儲能材料的例子比比皆是。比如石墨烯材料(高級，能源材料，2017，1700051。先進材料，2017，29，1605958等)，鈉離子電池(材料化學雜誌，2017，3179)等。，總覺得大家都想把石墨烯摻雜到什麽材料裏看看它的性能。甚至在業內，將摻雜石墨烯的石墨基儲能材料直接稱為石墨烯電池。其實這個標題有誤導性，因為石墨烯不是電池材料的主體。
什麽是鋰電池，它的工作原理是什麽？實際上，按照經典的電化學命名規則，充電電池的名稱應該是正極在前，負極在後，所以電池系統應該命名為“氧化金剛石鋰-石墨充電電池”。但是妳可以發現名字太難記了。因為充放電過程是通過鋰離子的運動來實現的，所以日本人將其簡稱為“鋰離子電池”。
壹般來說，鋰離子電池主要包括四個部分:正極、負極、隔膜和電解液。陰極材料通常是壹些富含鋰的層狀化合物。目前常見的商用正極材料主要有鈷酸鋰(LiCoO2)、錳酸鋰(LiMn2O4)、磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)和三元材料(LiMnxCo1-x-yNiyO2)。負極材料主要是壹些嵌鋰勢的單質或化合物，大致可分為碳負極材料和非碳負極材料；隔膜主要用於防止陽極和陰極直接接觸造成短路。壹般是不導電的高強度薄膜聚烯烴多孔膜，如PP、PE、PP/PE、PP/PE/PP等。它具有壹定的孔徑和孔隙率，以確保低電阻和高離子電導率。電解液是鋰離子在電池正負極之間傳遞的載體。電解質溶液中常用的電解質有LiPF6、LiClO4等。溶劑主要包括EC、DMC、PC和ClMC。
鋰離子電池充電時，Li+從正極的富鋰層狀化合物中逸出，穿過電解液，通過隔膜嵌入負極材料中。此時，負電極變成富鋰狀態，而正電極是貧鋰狀態。但是，放電的過程是相反的。Li+首先從負極材料中逸出，並通過電解質返回到正極。此時，電子通過外電路從負極流向正極，使得整個充放電過程中的電荷守恒。由於Li+可以在正負極材料中反復嵌入和脫出，鋰電池可以循環使用；而且如果用壹些石墨負極材料代替金屬鋰，可以避免鋰枝晶的產生，從而提高鋰離子電池的安全性能。以下是以LiFeO4為鋰電池正極材料，以碳材料為負極材料時的反應方程式:
石墨烯如何用於鋰離子電池？石墨烯已經廣泛應用於各個領域。鋰離子電池的研究領域也不例外。首先，石墨烯的理論比容量高於石墨，鋰離子在其中的擴散速度也更快。但石墨烯單獨作為負極材料時，容量衰減較快，循環性能不理想。所以科研人員大多將石墨烯應用於正負極材料的修飾，也就是制備石墨烯復合材料作為電極，所以這是所有石墨烯電池和我開頭說的石墨烯電池的主要區別。
主要包括以下類型:石墨烯基碳陽極、石墨烯/矽陽極、石墨烯/金屬氧化物陽極、石墨稀/硫陽極等。
石墨烯基鋰電池的應用前景我覺得現在石墨烯材料的泡沫真的吹得太大了。尤其是電池行業，大規模生產不太可能進入人們的生活，主要原因如下:
因此，石墨烯摻雜的鋰離子電池目前還不能廣泛應用，工藝和成本等原因應用前景堪憂，更不用說全石墨烯電池了。
歡迎討論評論。更多科學知識，請繼續關註我。我研究石墨烯已經很多年了，因為石墨烯產業園就在常州，無數科研人員夜以繼日攻克難關。這種電池不是不能研發，已經研發成功，但是研發出來的產品必須被市場接受。要滿足市場需求，問題是目前的技術無法滿足市場需求，核心問題是價格。在找到最便宜的替代輔材之前，妳我都買不起這個電池。就算我們買了，也沒有傳統電池劃算。那麽誰會買呢？蔡曉哥哥還是那句話。普通人買不起的不被市場認可的研發都是扯淡。不要宣傳。如果符合百姓需求，就會通過民間口碑推廣！
針對這個問題，現在給出的答案是:石墨烯暫時無法取代鋰電池，但未來可以期待。
首先，我們來了解壹下什麽是石墨烯電池。它是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速、大量穿梭的特性開發的新能源電池。
石墨烯電池作為壹種新的黑科技“神奇材料”，如果能為新能源汽車提供動力，未來將有很大的發展前景。因為相比鋰離子電池，石墨烯電池超輕，充電更快，成本只有鋰電池的70%以上。
所以更早的時候，石墨烯電池的概念已經在新能源汽車領域被炒得火熱，而經過國內外多年的研發，似乎已經逐漸從概念變成了現實，很多實驗現象和成果都是大家所期待的。
石墨烯電池可以說是目前為止最理想的電池材料，它有很多優點，幾乎都可以彌補鋰電池的缺點。
然而，現階段石墨烯仍然無法取代鋰電池。
相比黑科技石墨烯技術，鋰電池作為新能源汽車市場的主流電池類型，因其相對較高的能量密度和成熟的成本優勢，受到特斯拉等全球新能源汽車廠商的青睞。
壹款新能源汽車的生產，最終還是要交給消費者。目前鋰電池的成本約為每千瓦時1，000元。壹輛新能源汽車壹般需要攜帶50-70千瓦時的電量，僅電池費用就需要5-7萬元。而且這個成本從2009年推廣新能源汽車開始就降低了。
而石墨烯的成本到底有多高？相比鋰電池，如果同樣的石墨烯電池成本甚至大如泰山，石墨烯復雜的制造工藝決定了其成本之高。這就註定了石墨烯註定要在實驗室裏穿冷板凳。
雖然石墨烯技術已經取得了壹些成果，很多廠商也在實驗室研發石墨烯電池，但是石墨烯電池暫時還不能量產。所以鋰電池暫時無法替代，但未來可期。
電池作為電動汽車的動力來源，從壹開始就是環保的偽命題，電池只能作為輔助車輛存在。
原因:1。壹般來說，電池是壹個充滿電子的池子。使用石墨稀釋或鋰無非是增加更多的電子到池中。鋰離子比石墨稀能攜帶更多的電子，所以第壹個方向錯了。
2.電子越多，越不穩定。即使石墨很少，其容量突破，結果也是壹個額外的風險因素。也許爆炸比鋰電池更可怕。
3.攜帶電子是壹種能力，輕松釋放電子是另壹個問題。石墨根本不容易釋放電子。這又是壹個錯誤的方向。
所以，聽別人吹噓取得了90%的突破是不靠譜的，當然，石墨摻了其他更好的物質除外。
綜上所述，石墨如果替代鋰電池，能否自我發展是個問題。
納米出來後被納米技術炒作，量子出來後被量子技術炒作，石墨烯出來後又被炒作。技術的突破永遠是太多人不懂這個技術是什麽，卻亂用，亂借錢。所以，石墨稀電池是聰明人！
電池在電動汽車中的地位相當於人的心臟，是整車的動力源。
目前電動車的主流電池是鋰電池，制造成本優勢相對成熟。但是鋰電池也有非常致命的弱點，就是安全性差，有起火的風險。另外，鋰電池工作時電壓會有很大變化，有利也有弊。真的是因為這個原因，才很容易檢測到電池的剩余電量。
既然傳統鋰電池有這麽多問題，為什麽不選擇石墨烯電池呢？近年來，石墨烯電池的概念還是很受歡迎的。作為新能源電池，國內外也有很多專家在研究，所以還處於研究狀態。商業化和量產還比較困難，所以石墨烯技術取代鋰電池還需要壹段時間。
值得壹提的是商人重利輕義。如果鋰電池的市場更大，鋰電池的維修市場會不斷擴大，壹個行業催生另壹個行業。正因如此，很多人也從鋰電池行業獲得了豐厚的回報。
但我相信，隨著新能源汽車將取代傳統燃油汽車，純電動汽車將成為新能源汽車中的主要方向，鋰電池也可能被石墨烯技術取代，但這需要壹段時間的改變。