微信热传的华为石墨烯电池到底哪里出了偏差

华为的“石墨烯电池”

近些日子微信上流传着华为公司已经在石墨烯技术上取得了突破,研发出下一代电池的文章。这样的消息,瞬间得到了各种转发。

大家为什么对这样的消息这么关注呢?首先是因为迫切的需求。自从智能手机变成我们生活中的一部分之后,设备的性能变得越来越强大,屏幕图像也变得越来越靓丽,唯独电池续航几乎没有任何进步。虽然我们可以因为智能手机的便利而容忍一天一充的麻烦,但外出的时候还要多带一个移动电源或几块电池仍是麻烦。所以如果电池技术得到突破,那无疑是“救人于水火”的大事。

那么我们来看一下那些文章里都是怎么说的:“锂离子电池技术实现巨大突破,全球首个超级石墨烯基电池登场!”文章表示,凭借石墨烯这种材料的特殊属性,电池就可以实现 20 秒的手机“超级快充”并且提高寿命。由此,“石墨烯商用时代正式开启”。

这样的说法确实让人热血沸腾。如果手机电池真的能够实现 20 秒快充,那么我们日常也就基本不会再为续航问题所苦了。手机电量即将告罄,只要一会儿的时间就又能满血复活,岂不美哉?可惜的是,这样的未来离我们实在还有不短的距离。

 

明星材料石墨烯

只要是偶尔关注科技新闻的朋友,肯定都能时不时听到“石墨烯”这三个字。许多的科学研究都是围绕这种材料进行的,专家们也确实对它寄予厚望。石墨烯的重要性倒是毋庸置疑。

石墨烯是一种所谓的“准二维材料”,因为它是单原子层石墨,也就是说仅有一层原子的厚度,几乎就相当于一个二维平面了,所以被称为“准二维”。2004 年英国的物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出石墨烯,打破了以前人们关于准二维晶体不能单独存在的断言,从此对石墨烯的研究开始活跃了起来。

石墨烯的优点是极度的薄,但它却又是强度最大的材料,同时还拥有极佳的导电性。作为一种透明材料,它的透光性又非常的好,仅吸收 2.3% 的光。这么一种材料,可以用来代替硅制造更优秀的晶体管,可以用来做成触摸屏、太阳能电池板。石墨烯可以被应用在大量的领域里,无怪乎人们对它无比重视,将其称为是能够改变 21 世纪的新型材料

至于在电池这一块,石墨烯当然也能够派上用场。因为它优秀的导电性,让锂离子可以在石墨烯表面和电极之间大量快速地穿梭,据了解其运动速度可以达到光速的 1/300,远超电子在一般导体中的运动速度。因此石墨烯电池确实是可能的,而且这样的电池也确实会更加优秀 —— 这一点毋庸置疑。

 

哪里搞错了?

首先我们需要明确的一点是,石墨烯材料因为导电性极佳,它可以被用来实现快充技术。这一点,2013 年美国加州大学洛杉矶分校的科学家通过石墨烯制造了一种微型超级电容器,充电速度为普通电池的 1000 倍,可以作为证明。换句话说,它对于提升电池的整体电量并没有明显的帮助。

流传于微信平台的那些文章并没有搞错,写手们也主要是提到了华为应用石墨烯材料之后,可以实现的所谓“超级快充”。不过即使是“超级快充”,我们离这样的梦想实现也都还远得很,更不用说“石墨烯商用时代开启”和“超级快充手机本月底推出”了。

其实华为的科学家自己就已经在通讯稿中说过,这一次他们在电池上应用石墨烯技术,主要是有三个方面:在电解液中加入特殊添加剂,去除痕量水、避免电解液高温分解。在电池正极中选用改性的大单晶三元材料,提高热稳定性。采用新型材料石墨烯,实现锂离子电池与环境间的高效散热。

另外中科院官方微博“中科院之声”前不久也在网友们询问“华为已经石墨烯商用了,你们为什么还在研究阶段”的时候回答说,华为的石墨烯电池技术主要是“贴电池上散热”。

综合这两边所给出的信息,我们就能够发现华为取得的突破在于“提高热稳定性”和“实现高效散热”,而非“超级快充”。

华为表示这种新型的石墨烯基锂离子电池可以在极端高温的环境下工作。相比普通锂离子电池,石墨烯基电池在高温环境下的温升要低 5 摄氏度,使用上限温度要高 10 摄氏度。高温下循环充电 2000 次,电池容量仍有超过 70%;高温下存储 200 天,容量损失小于 13%。整体寿命提高了一倍。可见即使华为的石墨烯基电池实际上没有那么诱人,它也绝非噱头。

据了解,这样的电池未来将会被应用在各种蜂窝基站上。它强大的散热性使其尤其适合各种高温区,并提高使用寿命。

 

看到文章多想想

很多科技倾向的微信文章确实具有欺骗性 —— 石墨烯基锂离子电池有望实现超级快充没错,华为的研究成果能让电池的寿命提高也没错,但加一起得到的结论就不对了。人家华为可还没有想那么远呢。

那么我们能在手机上看到这次的研究成果吗?可能性非常小。尽管华为表示这种电池以后可以应用在电动汽车或无人机上,但要再小到智能手机,那就不行了。石墨烯如今造价仍然昂贵,产量仍然稀少。无法做到大规模量产的材料,自然就离商用很远很远。

随着网络的日渐发达,各种各样的新闻和消息满天飞,其中当然存在大量的误导信息。如果真的对某些新闻很感兴趣,在转发前不妨再多了解了解。

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