昨天我們和大家分享了智能手機(jī)電池的構(gòu)成和充放電原理，由此可以得出一個(gè)基本的結(jié)論：現(xiàn)階段還沒有從結(jié)構(gòu)上的替代方案，在電池體積不變的基礎(chǔ)上想讓電池的能量密度翻幾倍是不現(xiàn)實(shí)的。但是，如果從提升充放電效能的思路入手，還是被電池行業(yè)抓住了一絲曙光。

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怎么說(shuō)呢，如今的智能手機(jī)都在追求輕薄性感且減輕壓手感，所以電池容量普遍都在3000mAh到4000mAh之間。在電池容量無(wú)法突破的情況下，縮短充電時(shí)間就是改善續(xù)航表現(xiàn)的發(fā)展方向了。比如“充電5分鐘，通話2小時(shí)”的廣告就是快充功效的最佳詮釋。

石墨烯參上

在鋰電池的正極、負(fù)極、電解液和隔膜中，電荷運(yùn)動(dòng)的快慢主要就受制于正負(fù)極的材料。好消息是，科研人員很早就發(fā)現(xiàn)了一種名為“石墨烯”的材料，可以顯著提升提升鋰電池的可靠性（耐高溫，循環(huán)壽命更長(zhǎng)）和充電速度（允許更大的電壓和電流輸入）。

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石墨烯就是把石墨中的堆疊的碳原子分離成單層或者雙層，比如鉛筆在紙上留下的痕跡就可能是幾層甚至是單層石墨烯

石墨烯≠電池

為了增加噱頭，很多廠商在發(fā)布含有石墨烯材料的鋰電池時(shí)，廠商或媒體都會(huì)將其稱為“石墨烯電池”。實(shí)際上，“石墨烯電池”的稱呼是不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?br/>
原因很簡(jiǎn)單，石墨烯是一種非常昂貴的材料，成本曾被抄到每克5000元，如果將其替換鋰電池的全部正負(fù)極材料，除了特種和科研行業(yè)，消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)是根本負(fù)擔(dān)不起的。

現(xiàn)在已經(jīng)亮相的各種“石墨烯電池”、“石墨烯充電寶”，其原理只是將石墨烯作為傳統(tǒng)正負(fù)極材料中的“添加劑”（導(dǎo)電劑或電極嵌鋰材料），就好像化學(xué)反應(yīng)中的催化劑一樣來(lái)提升鋰電池電極的導(dǎo)電性，從而實(shí)現(xiàn)讓充電時(shí)間大幅縮短的目的。

比如華為早前發(fā)布的“石墨烯基鋰離子電池”就主打更高的可靠性，該技術(shù)的突破源于三個(gè)方面：在電解液中加入特殊添加劑，除去痕量水，避免電解液的高溫分解；電池正極選用改性的大單晶三元材料，提高材料的熱穩(wěn)定性；同時(shí)引入采新型材料石墨烯，用于實(shí)現(xiàn)鋰離子電池與環(huán)境間的高效散熱。

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實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，以石墨烯為基礎(chǔ)的新型耐高溫技術(shù)可以將鋰離子電池上限使用溫度提高10℃，使用壽命是普通鋰離子電池的2倍。

手機(jī)商用尚需時(shí)日

雖然石墨烯是一種已被認(rèn)可的鋰電池“添加劑”，但距離它在手機(jī)領(lǐng)域全面商業(yè)化量產(chǎn)卻還有一段路要走。

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因?yàn)槭┑男螒B(tài)、在傳統(tǒng)鋰電池中扮演的角色（作為正極還是負(fù)極的添加材料）都會(huì)影響最終的充放電性能，尚缺乏統(tǒng)一的認(rèn)證和標(biāo)準(zhǔn)。比如，三星的“石墨烯電池”就主打更快的充電速度：三星所申請(qǐng)的專利是一種用硅石來(lái)合成像三維爆玉米花一樣的“石墨烯球”，然后將這些“球”用作鋰離子電池的材料，可將電池容量提高45%，而充電速度提高至現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的5倍。

充電寶領(lǐng)域捷足先登

好消息是，在充電寶領(lǐng)域，石墨烯材料已經(jīng)被應(yīng)用在了很多新品上，此類產(chǎn)品的電池容量普遍在5000mAh到10000mAh之間，在電池的正極材料中加入了石墨烯提升了電極的導(dǎo)電性。同時(shí)，配合原裝的12V/5A充電器（輸入功率可達(dá)60W），可以在15分鐘內(nèi)充滿5000mAh，40分鐘內(nèi)充滿10000mAh電芯。

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可惜，石墨烯充電寶的價(jià)格普遍要比同容量的傳統(tǒng)產(chǎn)品貴3倍左右，原裝充電器體積碩大，高速充電時(shí)發(fā)熱量較高，對(duì)充電寶這種體積大結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的設(shè)備而言安全相對(duì)可控，但要放在更精密的手機(jī)領(lǐng)域，其在安全性上卻還有很多的難點(diǎn)沒能攻克。

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石墨烯的廣泛用途

石墨烯的基本形態(tài)是呈晶格的單層碳原子片，除了優(yōu)化電池性能外，這種材料還可用于柔性顯示器、可穿戴設(shè)備和其他下一代電子設(shè)備。比如魅族就在2018年2月申請(qǐng)了一份以石墨烯柔性屏幕為載體的手機(jī)專利：憑借石墨烯材質(zhì)屏幕擁有高透光率、低電阻率、耐摔耐撞及可彎曲等特性，成功將阻礙全面屏產(chǎn)品突破極限的前置攝像頭、光線距離傳感器等元器件集成在了石墨烯柔性屏之下，從而完成更高屏占比的全面屏設(shè)計(jì)。