关键词:电池石墨烯锂离子电池

日前，在第57届日本电池大会上，华为中央研究院瓦特实验室宣布在锂离子电池领域实现重大研究突破，将推出业界首个高温长寿命石墨烯基锂离子电池。这款电池以石墨烯为基础的耐高温技术，将锂离子上限使用温度提高10℃。

南方日报记者了解到，这个高温长寿命石墨烯基锂离子电池是基站备用电源，严格来说是用石墨烯散热，还不是石墨烯电池。这一研究成果将给通信基站的储能业务带来革新，可用于无人机、电动车。不过，目前华为公布的资料并未提及该技术已经应用到手机上。

深圳化学化工学会理事长、深圳大学化学与环境工程学院教授刘剑洪表示，前沿的科学研究引领产业的方向，但材料研究十年磨一剑，真正的产业化应用还有很长的路要走。

石墨烯只作为散热材料

石墨烯是什么?石墨烯号称新材料之王，是世界上最薄、导电性能最强的材料，只有一颗原子厚度，被认为有望改变整个科技产业。2004年，英国曼彻斯特大学两位教授成功从石墨中分离到石墨烯，并因此荣获2010年诺贝尔物理学奖。

而华为正是在去年宣布与曼彻斯特大学合作研究石墨烯的应用，共同开发ICT领域的下一代高性能技术。南方日报记者了解到，华为与曼彻斯特大学的项目合作期初定为两年，将研究如何将石墨烯领域的突破性成果应用于消费电子产品和移动通信设备。

据华为微信公众号发布的视频介绍，基于该技术的高温锂离子电子电池，使用上限温度提升10℃，使用寿命提升到高温锂电的2倍。即使在气候炎热、停电较为频繁的非洲、中东、东南亚部分地区，使用寿命可达到4年以上。这一技术突破还可广泛应用于无人机，让无人机完成暴晒下的探查作业、安全飞行。该技术还可用于电动车，在电动车在高温环境中也能持久续航、自由加速。不过，这款高温锂离子电子电池，暂时没有应用到手机上。

根据华为瓦特实验室首席科学家李阳兴博士的介绍，石墨烯基高温锂离子电池技术突破主要来自三个方面：在电解液中加入特殊添加剂，除去痕量水，避免电解液的高温分解;电池正极选用改性的大单晶三元材料，提高材料的热稳定性;采用新型材料石墨烯，可实现锂离子电池与环境间的高效散热。从李阳兴的解释看，三个方面的技术突破都是为了提高电池在高温下的稳定性和安全性，这款电池依然是锂离子电池，石墨烯只是在其中作为散热材料。

按照华为的官方说法：“这一研究成果将给通信基站的储能业务带来革新。在炎热地区使用该高温锂离子电池的外挂基站工作寿命可达4年以上。石墨烯基锂离子电池也将助力电动车在高温环境下持久续航，以及无人机高温发热下的安全飞行。”

并未大量投入产业化运营

石墨烯的“神奇”并不局限于新型电池。

华为公司创始人任正非早在2014年6月接受南方日报等媒体专访时就曾多次谈到石墨烯，并认为“石墨烯时代将颠覆硅时代”。

未来，石墨烯如果取代硅，有可能彻底改变数量庞大的各种应用，从智能手机到计算机芯片等，都将发生革命性的变化。

早在2011年，IBM沃森研究中心的科学家就在《Science》上发文宣布，他们成功研制出了首款由石墨烯圆片制成的集成电路，这一成果也被评为了2011年全球十大科学新闻之一。

今年初，深圳华讯方舟科技宣布，他们成功研发出世界首块石墨烯太赫兹芯片。“不过，该芯片成本非常高，实验室成本要20万美元，未达到量产阶段，我们还会继续坚持研发。”华讯方舟创始人吴光胜告诉记者。

在电池领域，石墨烯作为新型的锂电池负极材料，为智能电子设备、电动车等供电，有望解决蓄电能力的问题。“国外一些研发机构号称可提升5倍的电池容量。”中国石墨烯产业奠基人、深圳石墨烯协会会长冯冠平说。

“发热应用是目前石墨烯应用中有望最先实现大规模民用的领域，诸如智能发热服、智能暖贴、智能理疗护具、节能环保等。”冯冠平说，石墨烯如何实现民用及产业化一直是业内难题，目前为这一产业寻找应用方向最关键。

冯冠平等专家称，石墨烯产业现在卡在了应用不足上面。在市场上石墨烯下游产业链尚未形成，目前还处于前期专利布局期，对石墨烯需求最大的也仅仅是各大科研院所和实验室，并没有大量石墨烯投入产业化运营。

“石墨烯最大的危机是，如果3年内找不到大规模的应用，投资近20亿元的几家企业将面临倒闭。”冯冠平认为。

民用领域具巨大应用潜力

根据《中国制造2025》重点领域技术路线图(2015版)，中国石墨烯产业未来十年的总体目标是“2020年形成百亿产业规模，2025年整体产业规模突破千亿”。

《广东省工业企业创新驱动发展工作方案(2016—2018年)》明确提出了将推动高端新型电子信息、生物医药、半导体照明(LED)、新材料、新硬件等产业成为新的支柱产业。此外，广东将围绕制造业重大共性需求创建三大国家制造业创新中心，新材料技术位列其一。

记者对比广深等地的战略性新兴产业方案发现，不少产业布局与石墨烯密切相关，例如新材料、新能源、节能环保、新一代信息技术。一旦石墨烯技术突围，将带动一大批先进产业发展。《中国制造2025深圳行动计划》已将推进新材料的研发及产业化纳入重点领域。石墨烯应用技术研发公共平台建设还被纳入重点项目。

伴随着华为高温长寿命石墨烯基锂离子电池问世引发的产业热潮，深圳市先进石墨烯应用技术研究院主办的导热石墨烯项目投资协议签约仪式日前举行。“石墨烯在电子信息、新能源、航空航天、生物医药等国防和民用领域具有巨大应用潜力。”深圳市政府副秘书长蔡文沁在会上表示，深圳市高度重视包括石墨烯在内的新材料产业的发展，近年来石墨烯基础研究、产业化、人才培养和创新载体建设方面积极布局。

记者了解到，深圳还在争取国家石墨烯创新中心的落户，致力于石墨烯产业的创新和应用。

事实上，以深圳为代表的珠三角城市有着广阔的石墨烯应用市场，在能源、新材料、电子信息、可穿戴设备、电动汽车等诸多领域产业基础好。