曹原华为石墨烯电池，华为的石墨烯电池，真的是电池技术的突破么

很多朋友对曹原华为石墨烯电池，华为的石墨烯电池，真的是电池技术的突破么不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

2016年底，一则新闻彻底点燃了国内媒体的神经。“华为在第57届日本电池大会上宣布在锂离子电池领域取得重大研究突破，推出业界首款高温长寿命石墨烯基锂离子电池。”一时间，对石墨烯商业化的赞美和国人的自豪感涌入。不使用华为似乎是不爱国，而且人们一直诟病的手机电池问题似乎也很快会得到解决。

然而，事实真的是这样吗？我们先来看看什么是石墨烯。石墨烯，这几年火的材料，是目前最热门的材料，没有之一。那么石墨烯到底是什么？我们先来看看石墨烯的分子结构。石墨烯分子结构看到这个分子结构图，有一定化学基础的同学是不是觉得很熟悉？这不是和石墨一样吗？看看石墨的分子结构。石墨分子结构

如果两者的区别在于石墨烯是单层结构，而石墨是多层复合结构。石墨烯是一种材料，一直广泛存在于石墨中。用石墨在纸上画一个痕迹，实际上可能会留下一层或几层石墨烯。那么为什么石墨烯这几年突然火了？这要从石墨烯的结构说起。

在石墨烯发现之前，大多数物理学家认为热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。因此，它的发现立即震惊了凝聚态物理学界。虽然理论界和实验界都认为完美的二维结构不可能在非绝对零度下稳定存在，但实验中还是制备了单层石墨烯。

石墨烯是2004年在实验室发现的，当时来自曼彻斯特大学的两位科学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫发现，他们可以用一种非常简单的方法获得越来越薄的石墨薄片。他们从高定向热解石墨上剥离石墨片，然后将片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带将石墨片一分为二。

一直这样下去，床单越来越薄。最后，他们得到一个只由一层碳原子组成的薄片，这就是石墨烯。此后，制备石墨烯的新方法层出不穷。经过五年的发展，人们发现将石墨烯带入工业生产领域并不遥远。

因此，在随后的三年时间里，安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫分别在单层和双层石墨烯体系中发现了整数量子霍尔效应和室温下的量子霍尔效应，并获得了2010年诺贝尔物理学奖。

你明白吗？说白了，单层石墨烯本身是不稳定的，理论上不可能长期稳定存在。石墨烯的存在打破了这个理论。在这个信息爆炸的时代，一个打破理论的材料注定是不平凡的。那么石墨烯材料有什么优势呢？

石墨烯是目前世界上最薄但最坚硬的纳米材料。它几乎完全透明，只吸收2.3%的光。热导率高达5300 W/mK，高于碳纳米管和金刚石。在室温下，其电子迁移率*超过15000 cm2/vs，高于碳纳米管或硅晶体，而其电阻率仅为10-6cm左右，低于铜或银。是目前世界上电阻率最低的材料。

由于其极低的电阻率和极快的电子迁移，有望用于开发更薄、更快导电的新一代电子元件或晶体管。

应该说石墨烯具有各种优异的特性，这使得它被广泛应用于各行各业，这也是这种材料近年来大规模发展的主要原因。据我所知，很多行业都在积极推广石墨烯的使用，但其实石墨烯并不是用来突破原有的技术瓶颈，更多的只是增加一些产品的噱头。那么华为的石墨烯电池是这样的吗？

要了解这一点，首先要了解锂电池的产品结构。从锂电池的结构入手，了解石墨烯的真实功能，就可以知道这是不是电池技术的突破。锂电池结构图

这是18650锂电池最常见的内部结构图。其他电池，结构也差不多，只是圆柱体被压扁了。从这张图可以看出，锂电池内部主要由正极、负极和隔膜组成。隔膜负责隔离正极和负极，中间加入的电解液起到离子传输的作用。换句话说，锂电池内部最重要的部分是正极、负极、隔膜和电解液。那么每个部分的主要材料是什么呢？

正极材料：正极的主要材料是锂离子材料或者高分子材料，这种不同的电池会有一定的差异。锂离子材料和聚合物材料通常是粉末，将其制成浆料后涂覆在柔性导电基底上。这个衬底的大部分是铝箔。

负极材料：负极的主要材料通常是石墨化材料。其实大部分都是石墨粉，适当掺杂一些其他成分来提高电池的性能。粉末材料还需要配制成浆料，涂覆在导电基体上，其中大部分基体是铜箔。隔膜材料：隔膜多为微孔聚烯烃膜，如PP、PE等。复合膜也有很多种。微孔的存在是为了锂离子的移动，正常肉眼是看不到的。

电解液材料：电解液是锂电池中的重要材料之一，大部分是含有LiPF6的各种有机溶剂的溶液。

以上是锂电池的结构和内部主要材料。从原理上讲，锂电池的工作原理是正极中的锂离子析出后，通过电解液向负极迁移，插入石墨层的空隙中，实现储能，但在放电时却向相反的方向移动。从上面可以看出，石墨烯在锂电池中最理想的应用是在负极材料上。

如果能够通过掺杂石墨烯来提高负极材料对锂离子的接受能力，在体积或重量有限的基础上，可以获得更高容量的电池，这也是石墨烯锂电池的普遍期待。

而华为的石墨烯锂电池，就是这么做的吗？据华为瓦特实验室首席科学家李阳星介绍，华为新型石墨烯锂离子电池的技术突破来自三个方面：在电解液中加入特殊添加剂，去除微量水分，避免电解液高温分解；电池正极采用改性大单晶三元材料，提高材料的热稳定性；石墨烯是一种新材料，用于实现锂离子电池与环境之间的高效散热。

从上面的说法可以看出，华为的石墨烯锂电池，加入石墨烯后，只是为了高效散热！这意味着石墨烯实际上并没有作为主要材料参与锂电池的整体反应体系。事实上，利用石墨烯优异的导热性，确实可以降低锂离子电池在充放电过程中的发热，甚至可以提高电池在快速充电时的性能，但并不能有效提高锂离子电池的容量等性能。

究其根本，华为的石墨烯锂电池仍然属于锂电池，并不能算是创新型电池技术。说的不好听一点，其实与电池表面贴上一层石墨散热算是异曲同工吧。

那么华为是不是在吹牛，在炒作呢？其实从华为的技术积累来说，对于石墨烯的研究从几年前已经开始。对于这种能将技术实力延伸至上游产业的厂商，其实笔者还是颇为尊重的，毕竟在国内这样的厂商真的是少之又少。笔者查询了一下华为的专利情况，发现其实华为在2013年便有了将石墨烯用于负极材料的专利，虽然目前专利还没授权，但至少这个方向应该是人们期望最高。

虽然目前的华为石墨烯锂电池有些让人失望，看起来似乎更像是一个噱头，不过在已经到来的2017年，或许华为会给我们带来惊喜也说不定哦！

以上知识分享希望能够帮助到大家！