“充電5分鐘，通話N小時。”這句廣告詞相信很多人耳熟能詳，隨著快充電池的普及，對于背后的助攻神器我們更多了一份好奇心。追其原因是因為廠家使用了“石墨烯電池”的緣故。

石墨烯被譽為新世紀的“材料之王”。是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，厚度在一個納米以下，具有非常良好的抗拉強度及透光、導電和導熱性能，最早是由諾貝爾獎獲得者－英國曼徹斯特大學物理學家AndreGeim和KonstantinNovoselov用微機械剝離法從石墨中分離得到的。

最薄卻最堅硬的碳

自然界中的奧妙是無窮的，也正是由于具有高導電性、高導熱性、高強度和高剛度，石墨烯在業(yè)內被冠以“黑金”或者“新材料之王”的頭銜。它使得一些此前只能在理論上進行論證的量子效應可以通過試驗進行驗證，也使得一些原來需要在巨型粒子加速器中進行的試驗，如今可以在小型實驗室內用石墨烯進行。石墨烯還具有所謂的量子霍爾效應，這種諾貝爾獎量級的重要效應在以往是需要在極低溫下才能顯現的，石墨烯卻能將它帶到室溫下。這是石墨烯給人類物理學研究帶來的特殊意義。

近年來，隨著新能源汽車和移動通訊設備的發(fā)展，如何改進和提升各類動力和儲能電池材料的性能，成為業(yè)內一直以來關注的一個焦點問題。記者在與多位業(yè)內專家交流時了解到，將石墨烯作為基礎材料添加到現有的各類電池材料中，已經成為國內各主流電池企業(yè)采用的一種普遍的電池生產方式。

目前看來，在主流應用技術中，石墨烯所扮演的角色主要有三：一是直接作為正-負極材料；二是作為導電添加劑添加到正負極電極材料中或對電極材料進行復合改性處理，提高電極導電性和充放電倍率性能；三是作為集流體或者集流體涂層，其主要作用在于提高電池功率特性。其中，石墨烯直接作為負極材料時，因其表面特性極易受到外界影響導致穩(wěn)定性極差，存在首次效率低下等問題，不能滿足鋰離子電池的性能需求，所以在鋰離子電池上的應用主要為后兩種方式。

一位電池企業(yè)負責人向記者描述石墨烯在負極材料中的工作原理時談道：“如錫基、硅基等高容量型的鋰離子電池負極材料，存在的問題是隨著鋰離子反復地嵌入和脫出，電極在充放電過程中，體積變化較大，活性材料剝落，使得電極活性物質之間失去電接觸，導致電極表現出較差的循環(huán)性能。而石墨烯憑借其獨特的二維薄片結構，在充放電過程中體積變化很小，可有效抑制高容量負極材料的體積膨脹，并阻止負極材料的團聚現象。”

中國石墨烯產業(yè)發(fā)展現狀

近年來，石墨烯概念在全球受到追捧，各國政府、科研院所、企業(yè)和金融機構等都對此給予了較大關注。根據BCCResearch最新研究報告預測：2018年全球石墨烯市場規(guī)模將達到1．95億美元，到2023年將超過13億美元。

中國石墨烯產業(yè)發(fā)展也較快，2015年全國石墨烯市場規(guī)模約610萬美元，同比增長超過336％，初步統(tǒng)計2016年已突破2000萬美元。然而在快速發(fā)展的同時，中國的石墨烯產業(yè)也飽受爭議，業(yè)界有人質疑其將“淪為下一個光伏產業(yè)”，給產業(yè)的后續(xù)發(fā)展構成障礙。

由于技術進步和成本下降速度不夠快的原因，目前中國的石墨烯行業(yè)還沒有出現大規(guī)模產業(yè)化，政府的產業(yè)扶持政策體系也在完善過程中。但依據目前的市場需求預測，中國的石墨烯產業(yè)化將會在較短時間內取得突破。

中國石墨烯產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟發(fā)布的2016年數據顯示：到2020年，全球石墨烯市場規(guī)模將超過1000億元，新能源行業(yè)的鋰電池和超級電容市場規(guī)模將突破534億元，其中中國占比50％－80％。

近期，中華人民共和國科學技術部發(fā)布《“十三五”材料領域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》，石墨烯被“十三五”列為材料領域重大專項。

此外，在該規(guī)劃中，科技部要求各企業(yè)要重點發(fā)展石墨烯、磁電子材料、印刷電子材料、功能晶體與激光技術等。帶動戰(zhàn)略性新興產業(yè)生長點的形成，切實促進市場前景廣闊、資源消耗低、帶動系數大、就業(yè)機會多、綜合效益好的材料產業(yè)發(fā)展。

國內技術仍顯遜色

一個有趣的現象是，盡管主流電池企業(yè)并未把石墨烯視作“掌上明珠”，但卻無一例外地不放棄對其進行跟蹤研究。

記者了解到，與國外更為成熟的研究相比，國內在石墨烯制造方面也稍顯遜色。“很少有企業(yè)把石墨烯做到薄至十層以內，或者做到徑面很小的程度，與其稱之為石墨烯，多數產品仍然還是薄層石墨而已，當然這也是我們需要加強研發(fā)的方向?！币晃浑姵仄髽I(yè)負責人說。

不過，在正道的回復中記者發(fā)現，他們在石墨烯的研發(fā)工作上另辟蹊徑，其中談道：“石墨烯應用于電池，有很多的方法，作為添加劑是普遍采用的方法，效果的確有限。正道石墨烯超級電池采用完全不同的開發(fā)方法，這是真正意義的石墨烯電池，很快會在國內生產?！敝劣谌绾螌崿F技術突破，作為公司的核心技術，正道對此表示暫時不對外公開。

回望歷史，人類社會在遵循自然規(guī)律的基礎上，確實曾有許多定論被不斷推翻，確實也出現過太多由不可能到可能的轉變。倘若有一天，石墨烯果真被揭開那層神秘的面紗，向世界展示出其更為“神奇”、更具顛覆性的能量時，想必每個人都會樂見其成的。

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