发布于：2017/2/24 0:00:00 | 358 次阅读
2月21日，北京碳世纪科技有限公司发布了石墨烯锂离子五号充电电池烯储霸王，号称是首款石墨烯锂离子五号充电电池。据小编统计，从去年到今年短短半年多时间，已有东旭光电、华为、航材院、碳世纪四家公司发布了石墨烯锂离子电池产品，真是你方唱罢我登场，好不热闹，那么这么多石墨烯锂离子电池，都是重大突破，究竟哪个是真哪个是假，孰优孰劣呢？
1)2017年2月21日，北京碳世纪发布了石墨烯锂离子五号充电电池烯储霸王，号称是中国首款石墨烯锂离子五号充电电池。
2)2016年7月8日，东旭光电在北京发布了首款石墨烯基锂离子移动电源烯王。
3)2016年12月1日，华为华为中央研究院瓦特实验室在第57届日本电池大会上宣布在锂离子电池领域实现重大研究突破，推出业界高温长寿命石墨烯助力的锂离子电池。
4)2016年12月8日，中国航发北京航空材料研究院披露，经过5年的不懈研究，已成功研制出具有快速充电、长寿命、低发热的新型石墨烯锂离子电池。
这么多石墨烯锂离子电池，都是重大突破，究竟哪个是真哪个是假，孰优孰劣呢？
碳世纪石墨烯锂离子5号充电电池
名称：烯储霸王石墨烯锂离子充电电池发布 时间：2017年2月22日
概况：
正极材料：LFP磷酸铁锂材料；
负极材料：石墨烯包覆钛酸锂材料；
性能参数：
尺寸：5号电池（直径为14.5mm，高度50mm）
使用温度范围：-45℃~60℃
循环寿命：30000次
额定电压：1.9V
容量：600mAh
优点：
1、循环寿命长（3万次）；
2、使用温度范围广（-45℃~60℃）；
3、安全性能好；
典型应用领域：
电动玩具、强光手电、电子设备、工业仪器、不间断电源、启停电源系统。
东旭光电：石墨烯基锂离子移动电源
名称：烯王（世界首款石墨烯基锂离子移动电源），发布时间：2016年7月8日
概况：
正极材料：石墨烯包覆磷酸铁锂；
负极材料：石墨类碳材料；
性能参数：
电芯尺寸：18650（直径为18mm，高度65mm）
使用温度范围：-30℃~80℃
循环寿命：3500次
额定容量：4800mAh（4节18650电芯）
充电时间：15分钟
优点：
1、快充（15分钟快速充放电）
1、循环寿命长（3500次）；
2、使用温度范围广（-30℃~80℃）；
官方价格：299元
华为：高温长寿命石墨烯助力锂离子电池
概况：
正极材料：大单晶三元材料
负极材料：不详
性能参数：
使用温度范围：将锂离子电池上限使用温度提高10℃
循环寿命：是普通锂离子电池的2倍，60°C高温循环2000次，容量保持率仍超过70%；60℃高温存储200天，容量损失小于13%
应用领域：通信基站、电动车、无人机
航材院：石墨烯基锂离子电池
名称：快速充电、长寿命、低发热的新型石墨烯锂离子电池
概况：
检测结果显示，在同等条件下，此新型石墨烯锂离子电池充电时间仅为普通锂离子电池的十分之一，但使用寿命却是普通锂离子电池的5倍，并且有效抑制了发热问题。
1表 1 各种石墨烯基锂离子电池性能对比
烯储霸王：
烯储霸王石墨烯锂离子充电电池。除过其长循环寿命和使用温度范围较宽以外，有以下几点疑问：
1、能量密度偏低。使用了石墨烯包覆钛酸锂作为负极材料，其宣传材料中指出是利用石墨烯解决了钛酸锂作为负极的“胀气”问题，这点值得肯定，但是其能量密度偏低，根据电池上的指标单个电池容量为600mAh来推算，其能量密度相当低。不过看到其应用领域也就释然了，其主要目标是要替代5号干电池，使用的场合大部分都不需要高的能量密度。
2、应用范围较窄。在当前新能源行业发展的如火如荼之际，推出这一一款替代干电池的可充电电池似乎有大材小用之嫌。由于其能量密度的缺陷注定无法应用在动力电池领域。在当前电池行业都在努力提升能量密度的大环境下，略显保守。
3、成本问题。目前钛酸锂的成本价格高于磷酸铁锂等40%，相对于石墨等负极材料更是高很多，烯储霸王官网的售价是39元/节，比常规的5号充电电池大概10元以下的价格高很多，能不能被市场接受还需检验。
烯王：
东旭光电烯王，与烯储霸王相比其共同点都是在电池的电极材料中加入了石墨烯，改善了某些性能，烯王主要定位于快充，而烯储霸王主要提升了循环寿命和使用温度范围，而对于电池来讲的能量密度，这两款产品都语焉不详，都是其短板。
烯王还有一个短板是其体积巨大的电源适配器，作为一个移动电源来说，小体积、便于携带是人们购买时考虑的重要因素，这点显然做的还不够，有待改进，而且其略高的价格和并无太大亮点的容量也限制了其作为移动电源产品的竞争力。
华为：
华为的电池其中石墨烯据描述是散热材料，在电极材料中究竟有没有用，其他具体的性能参数等也为发布，因此只能称为技术进步，距离商业化应用为时尚早。
航材院：
航材院的电池从发布的新闻稿来看与烯王类似，也是标榜快充、长寿命、低发热，但是没有具体产品披露，无法做更多评价。
那么，石墨烯在锂离子电池中究竟能起到多大作用？
2016年12月《Advanced Materials》有一篇综述文章，Critical Insight into the Relentless Progression Toward Graphene andGraphene-Containing Materials for Lithium-Ion Battery Anodes， DOI:10.1002/adma.201603421，论述了石墨烯作为锂电池负极材料的研究现状，该文章作者指出但这一领域并没有真正重要的进展。
1、对于石墨烯在电池中的应用，往往避重就轻。研究通常关注质量比容量，然而石墨烯的多孔、低密度导致其体积比容量低，这在实际应用中更加重要，而研究者通常对此视而不见。文献通常将石墨烯的作用归因于其提高了电导率，然而石墨烯多孔的结构有利于锂离子传导，对这一问题的关注相当少，众多文献在对照组实验中也从来没考虑过这一问题。
2、论文发布的结果通常为半电池的测试结果，极具误导性。对于新材料的研究通常使用半电池测试，其对电极为金属锂。然而，单电极的能量密度、功率密度的实际上是无意义的，且极具误导性。在半电池体系下，充放电电压和库仑效率是更重要的指标。对材料进行全电池测试，方能得到更加公允、可靠的评估结果。
3、石墨烯作为负极材料优势有限。单纯的石墨烯作为活性材料，石墨烯仅在几个特定的方面（低温性能、高功率输出等）优于商用石墨负极。（需要强调，在这方面应用的石墨烯是指多层石墨烯；单层和双层石墨烯无法作为锂离子电池负极活性物质。）石墨烯作为锂离子电池负极的劣势包括其较高的电位、储能效率低下、SEI膜形成过程中大量的不可逆容量。因此，石墨烯作为负极时必须做预锂化处理，这增加了电池制造难度。作者不看好预锂技术的商业化前景。
作者认为，“石墨烯狂热”带来了相关领域的文章灌水热；然而，相关文献往往回避了实际应用面临的真实问题：对石墨烯的大肆宣传炒作、使用扭曲的指标进行评估、对关键问题的无视，这些因素阻碍了石墨烯在商品电池方面的应用。
对于以上观点小烯是赞同的。而且还有个非常重要的问题，以上所有企业均为公布石墨烯在电池中添加的量或者比例，这会带来两个问题，一是成本无法预估，石墨烯的加入到底有没有提高成本，提高了多少，还有就是石墨烯的加入对于电池最终性能的影响到底有多大。
一切产品最终是不是一个成功的产品，需要市场好消费者来检验。这几款产品发布后的市场反响到底如何我们不得而知。但是我们知道的是，只有真正把握了消费者的痛点、解决了当下产业普遍性难题的产品才能真正存活下来。当然，在一项新技术、新材料尚未成熟之前，一切尝试都是值得鼓励的，但是如果是打着石墨烯的旗号来消费石墨烯，终不会长久。
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