如果电动车装上石墨烯电池，充电速度真的会变快吗？

石墨烯被科研人员和各大媒体誉为“新材料之王”，是一种强度高、韧性好、重量轻、透光率高、导电性好的新型纳米材料。

石墨烯聚合物电池，集万千光芒于一身，具有比能量高，充电速度快的优点，这也正是当今电动车的痛点。比如早在2015，华为瓦特实验室就在日本第56届日本电池大会上发布了一项快充技术。这种3000mAh石墨烯电池可以在短短5分钟内获得高达48%的电力。

更何况，早在2014年，西班牙石墨烯纳米公司就与西班牙科尔多瓦大学合作研发了第一款石墨烯聚合物电池。

据他们说，这种电池有许多优点:

1.一个石墨烯电池的比能量超过600wh/kg，存储容量是当时市面上最好产品的3倍。这样的表现在今天是可以碾压的(比如比亚迪磷酸铁锂电池单次能量密度为150~160Wh/kg，特斯拉最新的21700电池系统能量密度为300 Wh)。

2.单次续航里程可高达1000公里；

3.单次续航里程可高达1000公里；

4.单次充满电只需8分钟；

5.使用寿命是传统氢化电池的4倍，锂电池的2倍；

6.重量只有传统电池的一半；

7.石墨烯纳米公司表示，这种电池的成本比锂电池低77%。

从实验室的角度来看，这些数据并不值得怀疑，因为石墨烯电池也被称为“赚钱工具”或“造纸工具”。不信你去大学看看就知道了。研究这个东西很容易发表文章，但是到了实用阶段，基本上就哑了。

验证这是不是故意贬低石墨烯电池很简单。比如，到现在已经四年了，石墨烯纳米再也没有出现在我们的视野里。

从官网上看，最新的消息基本都是参加国家级会议或者石墨烯在其他产品上的应用(比如牙科产品)。不要在电动汽车市场广阔的情况下从医疗用品上赚钱，要么是我们疯了，要么是我们高估了他们的产品。

其实目前市面上宣称的“石墨烯电池”是一个不准确的概念。准确的说，基本上就是在材料中加入一点石墨烯来改善锂电池的一些性能，可以称之为石墨烯基锂离子电池。

对于锂离子电池来说，石墨烯作为碳基负极材料，没有办法从根本上改变锂离子电池的能量比。

在电池负极中替换原有的石墨，可以提高电池的整体容量和充电速度，但性能提升效果有限，没有上面说的那么强。

当然，这并不是阻碍石墨烯电池上市的主要原因。大规模生产困难的主要原因是内部的:

1.全石墨烯电池非常昂贵且制备困难，几乎不可能量产。现在公布的一些惊人数据，基本都是来自高纯度的石墨烯电池，只出现在概念阶段或者实验室里；

2.“掺杂石墨烯电池”在锂电池中的作用是导电剂或电极嵌入锂材料，但与传统导电碳和石墨的低成本相比，前者带来的性能提升不足以吸引厂商；

3.石墨烯材料本身具有高比表面积等特性，与目前锂离子电池行业的技术体系不兼容；

4.此外，例如其他材料的影响(例如硅作为负极具有更高的理论容量)和分散工艺的困难限制了其在锂电池中的应用。

总之，首先要注意的是，石墨烯电池在中短期内基本不可能取代锂电池；“掺杂石墨烯锂电池”虽然有一定的应用前景，但作用并不大，不足以撼动目前的格局。

瓦特实验室首席科学家李阳星曾表示:石墨烯锂电池技术主要解决三个问题:

一是在电解液中加入特殊的添加剂，避免其在高温下分解；

其次，选用大单晶三元材料作为阳极，增强热稳定性；

第三，石墨烯的加入实现了高效散热。

除了石墨烯价格昂贵，无法量产之外，在目前的新材料市场上还能找到替代品吗？

据研究，磷酸锆(ZrP)是一种无机层状化合物，具有良好的质子传导性，也是一种优良的保水材料。近年来有报道将ZrP掺杂到Nafion中制备质子交换复合膜，并指出ZrP提高了膜的保水性能和电池性能。但ZrP作为质子导体不能单独用于质子交换膜领域，因此选择成本低、性能好的聚合物作为有机基质，将无机ZrP粒子固定在有机聚合物中，是制备有机-无机复合膜材料的有效方法。在非氟代烃聚合物中，聚酰亚胺(PI)因其良好的热稳定性、优异的耐化学性和机械稳定性、低成本和良好的成膜性而成为ZrP载体的极佳选择。

膜性能研究表明，ZrP的掺杂提高了复合膜的热稳定性和保水性。PI/ZRP质子交换复合膜可以保持较低的溶胀度，PL/20% ZRP复合膜的含水量和溶胀度分别为39%和3.9%。PI/ZrP质子交换复合膜的质子电导率随着ZrP掺杂量的增加而增加。PI/ZRP质子交换复合膜可以在90℃下提供稳定的质子传输通道。c .在相对湿度为100%的环境中，PI/20% ZRP复合膜的质子电导率达到3.61× 10-？cm女士-？。

磷酸锆既然能在质子交换膜燃料电池中占有一席之地，必然会在锂电池领域有超级应用。当这项技术成熟后，磷酸锆作为一种量产、成本可控的新材料，必将解决石墨烯暂存的遗留问题，推动电池行业的发展！