超級電池：充電一次行駛1000公里

　　生活中，電池容量不足時(shí)常困擾著(zhù)電動(dòng)車(chē)和智能手機用戶(hù)。性能穩定、價(jià)格合理的超級電池是人類(lèi)多年來(lái)追尋的夢(mèng)想?，F階段人們對超級電池的形象描述可概括為：一次充電，可以讓電動(dòng)汽車(chē)行駛1000公里，讓智能手機玩一周，充電時(shí)間能控制在幾分鐘內，最好可無(wú)線(xiàn)充電。這種超級電池的市場(chǎng)規模不低于1萬(wàn)億美元。當前，美國、中國、日本和韓國都在沖刺超級電池。

　　目前常用的鋰離子電池1991年才開(kāi)始商業(yè)化，主要有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰和錳酸鋰3種類(lèi)型。鈷酸鋰電池能量密度最高，但高溫下不穩定，其他兩種能量密度不高?？沙潆婋姵氐牡谖宕a(chǎn)品——鋰金屬電池誕生于1996年，在安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比方面，均優(yōu)于鋰離子電池。但距離超級電池的要求，還有較大差距。

　　石墨烯有望引發(fā)電池新突破。2004年誕生的石墨烯，其特點(diǎn)是具有良好的導電導熱性能：作為電導體，其導電性可與金屬銅媲美;作為熱導體，它是現有材料中最好的，更難能可貴的是，這種材料在很薄的時(shí)候，仍有很高的硬度。石墨烯已被各大工業(yè)國列為重要材料進(jìn)行深度開(kāi)發(fā)。目前，石墨烯應用于電池上的研究基本上有3個(gè)方向：

　　一是以石墨烯形成全新體系電池。就是說(shuō)以石墨烯制造一個(gè)全新體系的電池，在性能上是顛覆性的，稱(chēng)作“超級電池”。使用這種材料制作的電池，能量密度超過(guò)600wh/kg，是目前動(dòng)力鋰電池的5倍，一次充電時(shí)間只需8分鐘，可行駛1000公里;電池重量只有鋰離子電池的一半，體積也會(huì )大幅縮小，減輕使用該電池汽車(chē)的自身重量;電池的使用壽命更長(cháng)，是傳統氫化電池的4倍，鋰電池的2倍;其成本將比目前鋰電池降低77%。這些物理參數都符合超級電池的要求。

　　二是以石墨烯強化現有電池性能。將石墨烯運用到現有電池上，改進(jìn)提升鋰電池、太陽(yáng)能電池等電池性能，力圖達到超級電池的性能。對于那些已投巨資建設鋰電池工廠(chǎng)的企業(yè)，短期內很難再投資開(kāi)發(fā)一種全新電池，利用石墨烯的特性來(lái)提升現有鋰電池性能，或許更為現實(shí)。就石墨烯屬性來(lái)說(shuō)，作為最薄、最堅硬、導電性良好且擁有強大靈活性的納米材料，石墨烯可廣泛應用于鋰離子電池、超級電容器及太陽(yáng)能電池等儲能產(chǎn)品中。石墨烯的特殊結構決定其可以提升電池中的鋰離子獲得高速率通道的性能，可以幫助鋰電池技術(shù)突破長(cháng)期難以逾越的障礙。目前，以石墨烯和硅為原料研發(fā)的手機電池，每次充電僅需15分鐘，便可讓手機運行一周。