石墨烯電池、鋰電池、鉛酸電池，到底有什么區(qū)別？哪個(gè)更好？
先從一起案件說(shuō)起。浙江溫州，消費(fèi)者張女士花3000多買(mǎi)了一輛電動(dòng)車(chē)，官方宣傳內(nèi)置石墨烯電池。結(jié)果張女士回家掃碼發(fā)現(xiàn)，車(chē)內(nèi)的電池并非石墨烯電池。張女士通過(guò)品牌官方和店家了解到，原來(lái)是店家私自把原裝石墨烯電池?fù)Q成了鉛酸電池。
店家表示，要想換回石墨烯電池需要額外付錢(qián)。最終，店家把商家告上法庭。經(jīng)法院審理，商家因涉及欺詐消費(fèi)者，被判決“退一賠三”。
消費(fèi)者利益得到保障，商家受到懲罰，這是一個(gè)十分圓滿(mǎn)的結(jié)果。但這起案件背后，還有一些問(wèn)題值得思考。
問(wèn)題一，商家為什么把石墨烯電池?fù)Q成鉛酸電池？
最直接的原因是便宜。目前的電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)上，有兩種主流電池，分別是鋰電池和鉛酸電池。相較于大眾熟知的鋰電池和鉛酸電池，石墨烯電池聽(tīng)起來(lái)明顯更有科技感。在商家的宣傳中，石墨烯電池有諸多優(yōu)點(diǎn)，比如：充電更快、續(xù)航更長(zhǎng)、壽命更長(zhǎng)，每一點(diǎn)都完美擊中消費(fèi)者的痛點(diǎn)，所以受到了不少青睞。
電池原材料的變化和電池性能的提升、加之商家的宣傳，都讓石墨烯電池的價(jià)格水漲船高?？蓡?wèn)題在于，市場(chǎng)上的石墨烯電池，并非大眾理解的石墨烯電池。
提及石墨烯，大眾首先想到的是新一代材料之王、當(dāng)代黑金，兩位科學(xué)家因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)石墨烯獲得諾貝爾獎(jiǎng)。在這些光環(huán)的加持下，但凡商品跟石墨烯扯上點(diǎn)關(guān)系，都提升了幾個(gè)檔次。在一眾石墨烯商品中，石墨烯電池又是熱度最高的。石墨烯作為一種幾近完美的導(dǎo)熱材料和電導(dǎo)體，近幾年的確逐漸被應(yīng)用于電池領(lǐng)域，可它的實(shí)際效果卻被夸大許多。
所謂的石墨烯電池，并非真正的石墨烯電池！
教育部長(zhǎng)江學(xué)者、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者、天津大學(xué)化工學(xué)院教授楊全紅曾指出：“其實(shí)，稱(chēng)這些電池為石墨烯電池并不十分科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)， 并且這個(gè)概念也不符合行業(yè)命名原則，非行業(yè)共識(shí)。”
目前的電池行業(yè)，一般遵循“正極—負(fù)極活性材料”的原則。比如我們常說(shuō)的鋰電池，其全名為“鈷酸鋰–石墨電池”。為了方便推廣，以正極材料命名為鋰電池。而現(xiàn)有的石墨烯電池，并非以石墨烯為主要正極材料，而是和其他離子一起組成石墨烯某離子電池。在現(xiàn)有的電池技術(shù)中，石墨烯更多是發(fā)揮其導(dǎo)電功能和散熱功能，以添加劑和涂層的形式優(yōu)化鋰電池性能。
基于以上，石墨烯電池本就是個(gè)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f(shuō)法。此外，也有專(zhuān)業(yè)人士指出：“不具有層狀結(jié)構(gòu)的石墨烯用作鋰電負(fù)極的產(chǎn)業(yè)化前景不樂(lè)觀，純石墨烯的充放電曲線(xiàn)與硬碳和活性炭材 料非常相似，還有首次循環(huán)庫(kù)侖效率低、沒(méi)有充放電平臺(tái)及循環(huán)穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)?！?/p>
這也就意味著，純粹的石墨烯電池現(xiàn)階段并不存在。這主要是因?yàn)?，石墨烯的成本和技術(shù)都無(wú)法適用市場(chǎng)需求。
《Nanowerk》相關(guān)文章指出：“石墨烯薄膜每平方米四萬(wàn)五千至十萬(wàn)美元，工業(yè)生產(chǎn)方法和成本正在限制石墨烯的實(shí)用性。其認(rèn)為，當(dāng)今世界生產(chǎn)的石墨烯質(zhì)量相當(dāng)差，并不非常適合大多數(shù)應(yīng)用?！?/p>
復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系教授盧紅斌在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)表示，“目前，石墨烯的平均價(jià)格在每公斤1000元”。
相對(duì)高昂的價(jià)格和并不成熟的提取技術(shù)，都是石墨烯商業(yè)化之路上不可忽視的障礙。不過(guò)理論上看，石墨烯電池依舊前景光明。
目前，石墨烯在電池領(lǐng)域也有了一些新的研究進(jìn)展，比如，石墨烯的準(zhǔn)固態(tài)鋰?–?氧電池、石墨烯基三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)儲(chǔ)能電極材料、石墨烯應(yīng)用于準(zhǔn)固態(tài)可充電?N a – C O2?電池、石墨烯基復(fù)合電極在非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器上……
此外，石墨烯在商業(yè)市場(chǎng)的應(yīng)用也逐漸廣泛。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，從2016年到2020年，我國(guó)導(dǎo)電劑用石墨烯市場(chǎng)規(guī)模從19億增長(zhǎng)至139億元；石墨烯相關(guān)企業(yè)注冊(cè)量也從2015年的1003家增長(zhǎng)至13422家。
同時(shí)，國(guó)家有關(guān)部門(mén)高度重視石墨烯行業(yè)的發(fā)展?！?span lang="EN-US">2021年工業(yè)化和信息化標(biāo)準(zhǔn)工作要點(diǎn)》中指出，要開(kāi)展包括高端鋼鐵材料、航空發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫合金材料、石墨烯在內(nèi)的多種新材料和關(guān)鍵材料標(biāo)準(zhǔn)制定。
這種種都意味著，石墨烯的技術(shù)研究、商業(yè)化應(yīng)用都屬于蓬勃發(fā)展階段。相信在不遠(yuǎn)的未來(lái)，石墨烯電池也能從想象變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
