近日，華為法國官方發(fā)布一條了 Twitter，預(yù)告華為將是第一個(gè)配備石墨烯電池的手機(jī)品牌，并打算將這種電池用于華為的高端手機(jī)。這條 Twitter 還指出，這種電池除了比以前的型號(hào)充電速度更快以外（用戶可以在 45 分鐘內(nèi)將電池充滿），電池還將比以前更耐用，更持久，更小。

雷鋒網(wǎng)（公眾號(hào)：雷鋒網(wǎng)）注：雖然上圖配文為法語，但從“graphene”“batterie”等詞仍然能看出其與石墨烯電池相關(guān)

隨后，這一消息得到了外媒的進(jìn)一步猜測和報(bào)道。根據(jù)華為此前的計(jì)劃，2020 年上半年的華為旗艦產(chǎn)品為 P 系列，因此，外媒猜測 P40 可能將會(huì)是華為首款配備石墨烯電池的手機(jī)。

不過，根據(jù)最新消息，華為高管回應(yīng)這則 Twitter 的內(nèi)容為假消息。

華為與石墨烯電池往事

實(shí)際上，這并不華為第一次與石墨烯“扯上關(guān)系”

在 2015 年華為 Mate8 發(fā)布前夕，網(wǎng)絡(luò)上該新機(jī)使用石墨烯電池的消息就不脛而走，這也使得華為 Mate8 的發(fā)布備受關(guān)注。然而，當(dāng)時(shí)華為與曼切斯特大學(xué)關(guān)于石墨烯技術(shù)的合作是著眼于通信領(lǐng)域，而非石墨烯電池。余承東在兩個(gè)多小時(shí)的發(fā)布會(huì)上也對(duì)石墨烯電池只字不提。最終，“Mate8 搭載石墨烯電池”的消息被認(rèn)定是假新聞。

2018 年在榮耀 Note10 發(fā)布會(huì)上，榮耀總裁趙明向大家介紹了幾項(xiàng)“很嚇人”的技術(shù)以及兩個(gè)彩蛋，其中就包括石墨烯電池。不過，迄今為止，石墨烯電池仍未用于榮耀手機(jī)。

雷鋒網(wǎng)注：上圖為石墨烯電極電池特性曲線，圖自諾基亞研究中心編寫的石墨烯在手機(jī)中的應(yīng)用 PDF 文件

對(duì)于華為法國官方 Twitter 透露的華為明年在石墨烯電池方面的動(dòng)態(tài)，有業(yè)內(nèi)人士表示，當(dāng)前石墨烯電池正在致力于解決三個(gè)關(guān)鍵問題：倍率性能、能量密度和安全性，倍率性能即所說的快充。眼下，已經(jīng)商用的技術(shù)主要體現(xiàn)在快充方面，如果華為在安全性方面取得突破性進(jìn)展的話，P40 系列首發(fā)石墨烯電池完全有可能。

不過，這一 Twitter 現(xiàn)在已經(jīng)被官方刪除。外媒 Phone Arena 認(rèn)為，華為刪除 Twitter 表明這一消息“可能是假新聞（might be fake news）”。今日午間，華為手機(jī)產(chǎn)品線副總裁李小龍證實(shí)了這則 Twitter 為假消息。

石墨烯是什么？

上文一直在說石墨烯和石墨烯電池，這里我們先來了解一下石墨烯是什么：

石墨烯（Graphene）：是一種由碳原子以 sp2 雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個(gè)碳原子厚度的二維材料。2004 年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功地在實(shí)驗(yàn)中從石墨中分離出石墨烯，而證實(shí)它可以單獨(dú)存在，兩人也因“在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)”為由，共同獲得 2010 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

石墨烯目前是世上最薄但也是最堅(jiān)硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收 2.3% 的光；導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá) 5300 W/m·K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過 15000 cm2/V·s，又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約 10-6 Ω·cm，比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料。因?yàn)樗碾娮杪蕵O低，電子跑的速度極快，因此被期待可用來發(fā)展出更薄、導(dǎo)電速度更快的新一代電子元件或晶體管。（Via 維基百科）

簡單來說，石墨烯是由碳原子組成的單層石墨，是只有一個(gè)碳原子厚度的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜（雷鋒網(wǎng)按：最早的石墨烯就是用膠帶一層一層地把石墨變薄而獲得的），具有非常好的導(dǎo)熱性、電導(dǎo)性、透光性，而且具有高強(qiáng)度、超輕薄、超大比表面積等特性，因而被譽(yù)為“超級(jí)材料”。

憑借著多方面的優(yōu)良特性，石墨烯的用途也非常廣泛，可以被應(yīng)用于鋰離子電池電極材料、薄膜晶體管、傳感器、半導(dǎo)體器件、復(fù)合材料制備、透明顯示觸摸屏等方面。上文所提到的“石墨烯電池”就是其主要的用途之一。

石墨烯電池的盧山真面目

近年來，網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于石墨烯電池的消息多且雜，一些媒體甚至將石墨烯電池宣傳為“鋰電池的顛覆性革命”。實(shí)際上并非如此。

首先，我們要清楚一個(gè)概念，所謂石墨烯電池并非整個(gè)電池都用石墨烯材料制作，而是在電池的電極使用石墨烯材料。

另外，石墨是鋰離子電池中最常用的負(fù)極材料，充電時(shí)，Li 嵌入到石墨層間形成插層化合物，Li 完全嵌入時(shí)，每個(gè)石墨層都嵌入一層 Li，對(duì)應(yīng)化合物 LiC6，理論比容量為 372mAh/g。當(dāng)每片單層石墨都以雜亂無章的方式排列，則在單層石墨的兩側(cè)表面都可以結(jié)合 Li，理論比容量提高了一倍，即 744mAh/g。

由于石墨烯的缺陷位、片層邊緣及石墨烯堆積形成的微孔結(jié)構(gòu)都可以存儲(chǔ) Li。也就是說，在理論上石墨烯電極可能有超過石墨兩倍的比容量。

注：上圖為復(fù)合電極材料結(jié)構(gòu)圖

除此之外，如果將石墨烯和 SnO2，Mn3O4，CuO 等電導(dǎo)率比較低的正極、負(fù)極納米材料進(jìn)行復(fù)合，如 Li4Ti5O12、TiO2、LiFePO4 等，或許將提高鋰離子電池的循環(huán)性能。中科院金屬研究所曾在 PNAS 發(fā)表論文，將正極材料 LiFePO4 和負(fù)極材料 Li4Ti5O12 分別與石墨烯復(fù)合，制備了 LiFePO4-石墨烯 / Li4Ti5O12- 石墨烯為電極的具有高充放電速率的柔性鋰離子電池，石墨烯作為鋰離子及電子的通路，同時(shí)起到了導(dǎo)電添加劑和集流體的作用。

如果將石墨烯和炭黑混合后作為導(dǎo)電添加劑加入鋰電池，或許可以有效降低電池內(nèi)阻，提升電池倍率充放電性能和循環(huán)壽命，而且電池的彎折對(duì)充放電性能沒有影響。而華為、高通此前通過大電流密度下充放電實(shí)現(xiàn)快速充電的做法電池壽命損失很大，盡管這一缺點(diǎn)在近年來已經(jīng)改進(jìn)了不少。相比之下，石墨烯電池的快速充電并不會(huì)像削減電池壽命，而且更有技術(shù)層面的美感。

雷鋒網(wǎng)小結(jié)

總而言之，從現(xiàn)今石墨烯技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用以及技術(shù)水平來看，對(duì)石墨烯的很多描述目前還僅存于理論層面，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未成熟到可以大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的階段。

僅從石墨烯電池的角度來說，其能量密度在理論上能得到大幅提升甚至翻倍，但迄今為止，石墨烯電池在實(shí)際應(yīng)用中的能量密度提升非常有限。另一方面，由于石墨烯電池中的儲(chǔ)能物質(zhì)依舊是鋰離子，所以石墨烯電池并非像網(wǎng)絡(luò)流傳的那樣是對(duì)鋰電池的顛覆。

石墨烯電池雖在提升鋰電池的充放電速率和鋰電池的壽命方面具有突破性意義，但無論是各大手機(jī)廠商，還是消費(fèi)者，都應(yīng)該對(duì)此保持理智的態(tài)度。

責(zé)任編輯：wv