半導體芯科技SiSC綜合編譯

我們知道，電動汽車的續航里程是這個行業的痛點。解決這個問題的關鍵，就是要提高化學電池的能量密度。目前，動力電池主要采用三元鋰電和磷酸鐵鋰。未來，石墨烯電池可能會是一個新的選擇。

當前，我們所知的石墨烯的最大市場應用是服裝和紡織品。此外，在電子行業，石墨烯的應用也取得了一些進展，其中電池領域成為石墨烯最有可能商業化的高科技應用之一。石墨烯電池在電動汽車上的商用化已經開始。

Skeleton Technologies公司，開發了超級充電石墨烯電池和超級電容器。其中，石墨烯超級電容器已在一些氫燃料電池的公交車上使用。Strategic Elements公司，正在開發石墨烯的自充電電池，可能會用于可穿戴電子產品方面。

2022年1月，美國電池制造商Lyten宣布與美國政府合作，為太空部隊開發石墨烯電池，它應用于小型衛星的原型已經制造出來，電動汽車市場此前也被列為應用目標，所以更多的產品可能會在這里開花結果。

鋰-硫（Li-S)電池，因其具備高能量密度，長期被視為具有商業用途價值。但硫電極經常遭受polysulfide shuttling（聚硫化物穿梭）, 導致硫離子逃離電極，發生反應后形成長鏈分子，從而降低了電極和電池性能。所以，polysulfide shuttling一直是鋰-硫電池大規模商業化的障礙。Lyten公司使用石墨烯層（3D形態）來抑制電極的表面反應，致使電池工作時間得以延長，這有助于推動石墨烯電池和鋰-硫電池在高端價值市場的廣泛應用。

另外，麻省理工下屬的PolyJoule公司，開發了一種基于標準的雙電極電化學電池，其中使用了導電聚合物和碳-石墨烯混合材料的組合。據說，這種電池已經應用于電網（特別是間歇性可再生能源），因為它們可以在不到10秒的時間內快速放電(最高可達1兆瓦)，以防止電壓間歇。它們還可以在不到五分鐘的時間內充電，以確保在需要的時候有電可用。與其他電池不同的是，這種電池不會積累熱量，無需熱量管理，而且自身特性穩固。它也能用于一般工業能源存儲和數據中心不間斷供電應用。

隨著人類社會對能源的需求持續增長，我們將會需要體積更小、質量更高的能源和更高密度的存儲系統。當然，石墨烯材料也有其結構自身的問題，這有待于我們科技水平的提升去完善。未來的電動汽車，石墨烯電池或許是一個新的選擇。

審核編輯：湯梓紅