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Aika爱家：石墨烯轻应用推进者■文/王哲石墨烯，被称为取代石油的“黑金”和新“材料之王”。
在刚刚过去的2015年，石墨烯不仅抢占了新材料领域的“头条”，还受到了媒体、众多科研院所和企业的追捧。
这种目前发现的最薄、最坚硬、最透光和同时具备超导电导热性能的新型纳米材料，将彻底改变我们的生活。
但与那些高大上的应用不同，把石墨烯带到我们身边的，却是一家名不见经传的创业公司。
自2010年，物理学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫教授捧起诺贝尔物理学奖那一刻起，石墨烯一举成为举世瞩目的一种新材料。
五年之后，2015年的10月24日，国家主席习近平抵达访英的最后一站——曼彻斯特大学石墨烯研究院，把中国的石墨烯产业推向了风口浪尖。
一个属于石墨烯的时代，已经到来了。
遍地开花前景看好2015年，全球经济增长乏力，各国都在谋求新一轮的技术突破。
这时候，一种新型材料“石墨烯”斜刺杀出，迅速成为全球工业焦点。
石墨烯是单原子层的二维判断一家公司的行业优劣无非三个因素——销量、口碑和行业影响力。
互联网新锐公司Aika爱家，不仅承担起了教育市场的重任，更给网民来了一场丰富的饕餮盛宴。
晶体材料，不仅是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。
同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。
它是目前自然界最薄、强度最高的材料，是极理想的航空航天材料。
另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。
另一方面，它非常紧密，即使是最小的气体原子（氦原子）也无法穿透。
这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。
最为人所关注的，应该是石墨烯目前最有潜力的应用——成为“硅”的替代品；制造超微型晶体管；用来生产未来的超级计算机。
硅已经成为了制约芯片发展更进一步的瓶颈，作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的材料，用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。
锂电池发展现状分析石墨烯能否拯救锂电池?1、锂电池还能开挂?在智能电子设备成为人们的口袋新宠之后，如何让这个“宠物”活久一点儿成为一个大问题。
对于很多人来说，智能手机一天一充电已经不是什么稀奇事了，当然，手机如果有内心，也一定是崩溃的，这可真是一天一个轮回呀，直至“过劳死”呀!如果现在有人告诉你，有种电池能够让你的智能玩伴超长待机一星期，估计大家的反应会出奇一致，买买买全都买!近日三星宣布将推出一款新型锂电池，能够有效延长电池的续航能力，彻底抛弃以前一天一充电的情况，将续航时长延伸至21个小时。
这种电池在密度上比传统电池要高1.5到1.8倍，采用硅质阳极和石墨表面，可以一定程度的增加使用寿命。
不过这款电池目前还处在实验阶段，但已经让很多智能产品用户看到了希望。
回溯到电池的起源，你就会发现从第一只存储电的粘土瓶到现在的电池块和芯片电池，这中间的历程同样漫长。
1932年，考古学家在伊拉克发现了一只用来存储静电的粘土瓶，瓶子有上千年历史，可见人类对电的认识也同样历史悠久。
不过综合电池额发展史，我们其实可以看到，促使电池不断发展的最大动力，是其所使用的材质。
电池的材质变化很大。
从“伏特电堆”中的盐水，到铜电池中的稀硫酸，再到碳锌电池中的氯化铵、干电池中的糊状电解液、铁镍电池等等，不同的材质所形成的电压不同，而电池所能够存储的电量也是不同的。
在不断的尝试和实验中，锂离子电池问世了，并且成为当下智能电子产品的最佳搭档。
2、锂离子电池发展现状锂电池跟普通电池的区别在于，锂电池可以循环充电使用。
它主要依靠锂离子在正极与负极之间运动来产生电能，现在很多智能电子产品中所用的电池是锂离子电池。
不过一般用户都知道，这类智能电子产品的电池都比较娇气，不当的使用会直接损伤电池使用寿命和储电能力，这也解释了为什么很多智能电子产品以前能够用三天，现在只能用半天。
锂离子电池采用碳素材料作为负极，以含锂的化合物为正极，在电池充电的过程中，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极，同时嵌入负极的碳层微孔中，嵌入的锂离子越多，充电的容量越高。
⽯墨烯电池都是假的，不要再被欺骗了，这些才是你必须知道的真相⽯墨烯电池继“纳⽶材料”之后⼜⼀个被吹上天的材料，我这样说应该不会有多少⼈反对吧。
发光率太低?请加⽯墨烯！导热不⾏？请加⽯墨烯！深夜放个毒露露在这⾥请各位英雄好汉不要再吹⽯墨烯电池了，这玩意⼉已经上天下不来了。
其实⽯墨烯电池只是皇帝⾝上穿的新⾐，务必扒光它。
⽯墨烯说到底是中只有⼀个原⼦单位厚度的⼆维碳，是⼀种碳原⼦单层平⾯晶体新材料——没错，就是⼀种“超级材料”。
最薄、最硬、最强（导电导热）最NB的⼀种新型纳⽶材料，⽯墨烯被称作作为⽬前发现的最薄、最硬、最强是“⿊⾦”，甚⾄还有砖家们放出话，分分钟彻底改变我们的⽣活。
⽽现在⽹上呼声最⾼的莫过于⽯墨烯超级电池了，露露敢肯定这个电池绝对没有各⼤新闻媒体所报道的那么厉害。
什么⽆限循环的充电，数⼗秒就能充满100%的电量，装在汽车电池组中还能续航1000km以上……研发团请接着吹，吹到和⽯墨烯有关的股票涨上天；吹到打着⽯墨烯旗号的产品卖断货；吹到研发团队⾃⼰都承认⽯墨烯在现阶段不适合商⽤…不说别的，就来看看号称有⽯墨烯技术加持的正道汽车，也是雷声⼤⾬点⼩。
新车都还没有正式发售，反⽽却先在⽯墨烯上⼤做⽂章，憋了好久都没有看见⽯墨烯电池量产轿车的出现，⽽在官⽹上也只有寥寥⼏句关于⽯墨烯的研发进展，其余的只不过是虚晃⼀枪。
电池中有⽯墨烯也不⼀定是⽯墨烯电池，可能也只是个“铝+⽯墨烯”混⾎⼉⽽已，距离⽹上秒充满电、巨⼤容量和超⾼耐⽤性的颠覆性提升还有相当⼤的差距。
要想玩得好⽯墨烯，也不是像往菜⾥⾯加味精⼀样简单。
实际上，⼩⾄⼿机电池⼤⾄汽车电瓶中的⽯墨烯技术，还是被严严实实地包围在“五岳”当中。
东岳—成本问题问，⽯墨烯的成本有多⼤？答，怕是和泰⼭⼀样⼤吧——⽯墨烯的复杂制造⼯艺就决定了其居⾼不下的成本。
这也就注定了⽯墨烯注定是要在实验室⾥把冷板凳坐穿。
理想很美好，现实很残酷。
和普通锂电池使⽤的材料相⽐，⽯墨烯材料在成本上就贵了数⼗倍不⽌。
关于石墨烯电池的调研报告0引言《世界报》的一则关于西班牙Graphenano 公司同西班牙科尔瓦多大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池的消息，引起了世界各地的转发与评论，该消息称石墨烯聚合材料电池能够提给电动车1000公里的续航能力，而其充电时间不到8分钟。
为调查此消息的真实性与石墨烯聚合材料电池的可行性，于是检索、收集了大量的资料，并总结做出了自己的调查结果。
1石墨烯简介石墨烯（Graphene ）是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二維材料。
石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因「在二维石墨烯材料的开创性实验」为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收%的光；导热系数高达K m W ⋅/5300，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过s V cm ⋅/215000，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约m ⋅Ω-810，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。
因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。
由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。
特斯拉CEO 马斯克近目在接受英国汽车杂志采访时表示，正在研究高性能电池，特斯拉电动车的续行里程很快将能达到800公里，比目前增长近70％。
其表示，特斯拉始终致力于打造纯电动汽车，将继续革新电池技术，不考虑造混合动力车。
特斯拉Model3电动汽车的续行里程有望达N320公里，售价约为万美元。
[]《功能材料信息》 2014年第11卷第4期 56-56页据悉，石墨烯兼具高强度、高导电性、柔韧性等优点，应用于锂电池负极材料后，可大幅度提高其电容量和大倍率充放电性能 ，或成特斯拉电池的理想材料。
石墨烯国内发展历史
因为一些原因，我国的石墨烯行业发展起步较晚，直至2012年，石墨烯的市场化和产业化还远远没有出现，更不用谈出现什么开创性的专利或者产品。
但是，到了2013年，我国的石墨烯研究迎来了春天，专利研究百花齐放。
同时，影响到了下游的产品，促使我国的行业市场急速发展。
之后，仅仅花了两年，我国赶上了乃至超越了先行的一些国家，和美国日本占据了石墨烯产业综合发展潜力前三位。
国家对石墨烯领域的研究与开发也较早的就给与了关注。
在这些年中，中国国家自然科学基金委员会、科技部、中国科学院等国家机构对石墨烯的发展做出的投资的政策影响，有着十分正面积极的推动作用。
十二五规划、十三五规划等等一系列指导性文件也将石墨烯产业纳入了大力发展的新材料领域。
从而促使我国的石墨烯研究呈现爆发式的增长，在国家的战略指引下，我国的石墨烯专利申请数量迅速增长，后来居上，与国际水准达到同步，甚至在某些石墨烯技术研发达到了国际领先的水平。
但是在石墨烯产业技术进步的同时，我们要同样意识到石墨烯产业发展的局限性和误区。
我国的石墨烯产业专利虽然后来居上，越来越多，但是要了解到这些专利的质量并不高，甚至说比较差。
其中关乎石墨烯基础性质研究和在晶体管探测器方面较少，多数专利都集中在发热膜防腐涂料等低端应用领域。
我国石墨烯行业的发展任重而道远，需要更多更专业的行业领头者和行业先驱者，带领石墨烯行业走向光明的前途。
石墨烯电池问世，颠覆硅时代，任重而道远
作为目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为黑金、新材料之王，科学家甚至预言石墨烯将成为彻底改
变21世纪的黑科技。
自12年前首次被人工制出，将在电子信息、新材料、新能源、生物
医药等领域显现广阔应用前景的石墨烯带入工业化生产领域，成了全球的努
力目标。
因此，当华为中央研究院瓦特实验室于第57届日本电池大会上宣布
推出业界首个高温长寿命石墨烯基锂离子电池时，国内一片沸腾。
尽管后来
的事实表明，此石墨烯基电池非石墨烯电池，但丝毫不影响人们对华为在石
墨烯领域取得突破的期待。
（实际情况是我一点也不期待）
2014年夏天，华为创始人任正非首次接受媒体群访时说，未来10年
至20年内一定会爆发一场技术革命。
石墨烯时代颠覆硅时代。
按照这个说法，感觉任重而道远啊。
石墨烯锂电池真就是革命性技术吗？。
石墨烯锂电池技术获突破石墨烯概念卷土重来(荐股)2011-09-22 16:07美国研发石墨烯锂电池电动车充电仅一分钟一种看起来怎么也和电池搭不上界的物质，成了突破电池技术瓶颈的关键。
美国俄亥俄州Nanotek仪器公司的研究人员利用锂离子可在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出一种新型储能设备，可以将充电时间从过去的数小时之久缩短到不到一分钟。
该研究发表在近期出版的《纳米快报》上。
电池充电性能成为电动车发展的最大挑战众所周知，电动汽车因其清洁节能的特点而被视为汽车的未来发展方向，但电动汽车的发展面临的主要技术瓶颈就是电池技术。
这主要表现在以下几个方面：一是电池的能量储存密度，指的是在一定的空间或质量物质中储存能量的大小，要解决的是电动车充一次电能跑多远的问题。
二是电池的充电性能。
人们希望电动车充电能像加油一样，在几分钟内就可以完成，但耗时问题始终是电池技术难以逾越的障碍。
动辄数小时的充电时间，让许多对电动车感兴趣的人望而却步。
因此，有人又将电动车电池的充电性能称为电动车发展的真正瓶颈。
目前在电池技术上主要采用的是锂电池和超级电容技术，锂电池和超级电容各有长短。
锂离子电池能量储存密度高，为120瓦/公斤到150瓦/公斤，超级电容的能量储存密度低，为5瓦/公斤。
但锂电池的功率密度低，为1千瓦/公斤，而超级电容的功率密度为10千瓦/公斤。
目前大量的研究工作集中于提高锂离子电池的功率密度或增加超级电容的能量储存密度这两个领域，但挑战十分巨大。
新研究通过采用石墨烯这种神奇的材料，绕过了挑战。
石墨烯因具有如下特点成为新储能设备的首选：它是目前已知导电性最高的材料，比铜高五倍；具有很强的散热能力；密度低，比铜低四倍，重量更轻；表面面积是碳纳米管两倍时，强度超过钢；超高的杨氏模量和最高的内在强度；比表面积(即单位质量物料所具有的总面积)高；不容易发生置换反应。
新设备让电动车不到1分钟充满电新储能设备又称为石墨烯表面锂离子交换电池，或简称为表面介导电池(SMCS)，它集中了锂电池和超级电容的优点，同时兼具高功率密度和高能量储存密度的特性。
全球首款量产“石墨烯电池”问世佚名【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】1页(P9-9)【正文语种】中文石墨烯被称为“新材料之王”，被认为将引起一场颠覆世界的技术革命，其应用于电池材料更是众望所归，却一直无人成功。
不过，在昨天开幕的“南京国际节能与新能源汽车展览会”上，来自浙江的超威电池宣布，该公司率先将石墨烯材料运用于量产电池，这在全球还是独一家。
不过记者采访了解到，这款“石墨烯电池”并不能应用于主流的电动汽车。
超威集团新能源事业部总经理杨发根介绍，超威集团在全球电池行业排名第三，去年实现销售额600多亿元，2010年在香港主板上市，拥有数百项国家专利，综合实力排名中国企业500强第198位。
这款号称“全球首创”的石墨烯电池，是今年2月29日上市的，“对整个铅酸蓄电池行业都具有重要的里程碑意义。
”该公司新能源事业部副总工程师李有德解释，碳与金属是不相容的，而石墨烯是一种晶体结构特殊的碳物质，铅酸电池的主要物质是铅合金，如何将石墨烯加入铅合金中，怎么加、加多少，才能既不导致互相排斥乃至烧毁，又能提高电池性能和使用寿命，超威电池在这方面做了大量研究，获得了多项国家专利。
经过装备该电池的电动自行车和电动助力车等多次实地测试，该款电池可将电池容量提升30％、电池寿命延长30％，而成本仅增加10％。
目前，该款电池主要运用于电动自行车和电动助力车，适用低速电动汽车(时速多为40—60公里)的电池预计将在2015年8月面世。
不过，记者了解到，由于时速和续航均超过100公里的主流电动汽车，其动力电池主流是磷酸铁锂电池或锂离子电池，与低速电动车的铅酸电池是完全不同的技术路线，因而超威的这款“全球首款石墨烯电池”并不能应用于主流电动汽车。
中国2015年量产石墨烯锂电池或颠覆电动车行业2015年01月01日03:42 21世纪经济报道微博我有话说(98人参与)收藏本文(/chanjing/cyxw/20150101/034221210154.shtml)
编者按
马斯克、应宜伦、雷军，甚至郭台铭和没多少人看好的贾跃亭，他们都曾是汽车业门外的野蛮人。
两年前还在观望的汽车界，现在正在默默接受跟这些野蛮人主导汽车智能化和电动化双重协同转型的现实。
尤其是在由国家战略推动汽车主动转型的中国，很可能成为这些人建立全球汽车业新秩序和游戏规则的前沿阵地。
导语
2014年12月26日，美国电动汽车制造商特斯拉发布了两年前停产的第一代车型Roadster的升级版，续航里程达到644公里，高出原版60%。
电池技术的进步提升了特斯拉产品的性能，此前Roadster的续航里程是393公里。
特斯拉CEO马斯克称，特斯拉的高性能石墨烯电池，相比目前的容量增长近70%。
英国科学家发明石墨烯10年后，在电池上的应用获得巨大突破。
12月初，西方媒体报道，西班牙Graphenano公司和西班牙科尔瓦多大学合作研发的石墨烯电池，一次充电时间只需8分钟，可行驶1000公里。
它被石墨烯研究者称做“超级电池”。
“我们现在还在了解情况，正在求证西班牙这种电池的具体情况，如果确认是这样的，那确实是革命性的变化出来了。
” 中国石墨烯产业技术战略联盟秘书长李义春12月24日对21世纪经济报道记者称。
西班牙的“超级电池”很快将像特斯拉一样应用于汽车上，据西方媒体报道，它的拥有者12月在德国两大汽车巨头的汽车上进行试验，并在2015年第一季度生产上市使用。
本报记者周开平广州报道
石墨烯充电时间接近加油
目前，全球汽车制造商使用的动力电池主要使用锂电池，以特斯拉为代表的镍钴铝酸锂电池(钴酸锂电池)、以比亚迪(57.88, -2.51, -4.16%)为代表的磷酸铁锂电池和以日本汽车为代表的锰酸锂电池。
这三类电池以钴酸锂电池能量密度最高，但它在高温下也最不稳定；磷酸铁锂电池最稳定，但能量密度最低。
锂离子电池技术已经沉寂了20年没有大的技术革新。
一位研究动力电池的专家称，其最大的障碍在于，锂离子电池功率密度有限，其大量能量无法快速接收或释放。
特斯拉升级版的Roadster 3.0采用了改进过的锂电池，特斯拉没有确认是否加入了石墨烯。
不过，它的性能有大幅度的提升，恐怕只有石墨烯能做到。
新改进的18650型锂电池的容量大幅度加大，6831节电池组数量没有增加，但电池组的总容量从53kWh提高到了
70kWh。
据接受采访的专家介绍，石墨烯的结构可以改变锂电池技术长期没有突破的障碍。
石墨烯片材内部结构间隔扩大，以允许更多的电解质“润湿”及锂离子电池中的锂离子获得高速率通道的性能。
“石墨烯的特点是导电速度快，导电性能好，目前很多研究都在实验，具体哪一块很难说，不过缩短充电时间等是肯定的。
”李义春说。
按照美国伦斯勒理工学院研究人员的预计，石墨烯阳极材料比如今锂离子电池中惯用的石墨阳极充电或放电速度快10倍。
按照西班牙上述机构的数据，石墨烯也可能大幅度增加电池的容量。
“超级电池”参数显示，其能量密度超过600wh/kg，是目前动力锂电池的5倍；使用寿命是目前锂电池两倍；其成本将比目前锂电池降低77%。
锂电池传统制造强国是日本和韩国，在石墨烯电池上他们也正在抢夺技术先机，韩国科学家早在去年11月就宣布，最新发明的石墨烯超级手机电池，可存储与传统电池等量的电量，但充电时间只需16秒。
日本在电池技术上实行两条路线并行，除了发展普通意义上的锂电池，他们还研究燃料电池技术，用特制的石墨烯材料替代铂作为催化剂，来制造燃料电池车所需的氢燃料，获得突破。
据李义春介绍，目前石墨烯的研究总体上分两块：一是在传统锂电池上进行应用，目的是改进、提升锂电池的性能，这类电池不会产生颠覆性的影响；二是依据石墨烯制造一个新体系的电池，它是一个崭新系列的，在性能上是颠覆性的，称作“超级电池”。
中国2015年量产石墨烯锂电池
新能源汽车推广长达5年，但效果并不理想。
据工信部的统计数据显示，2014年前11个月，我国新能源(35.91, -1.42, -3.80%)汽车累计生产5.67万辆，和2015年纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆的目标差距巨大。
市场化艰难的主要原因在于使用的便捷度上：一是续航里程较低，消费者普遍有里程焦虑；二是充电设施不完善，充电不方便影响使用。
在传统的解决方案中，车企采用了先推广混合动力车型缓解里程焦虑，消费者可以根据实际情况选择用油或者用电；另一个角度，国家鼓励大规模建设充电站和充电桩，缓解充电难。
石墨烯超级电池的出现，可能彻底改变现有的充电问题。
续航里程成倍增长，长途出行的里程焦虑可能彻底打破。
以西班牙的超级电池为例，1000公里的续航里程几乎接近北京到上海的直线距离，远超出传统汽车一箱油的行驶距离。
石墨烯充电速度提升，可以减少充电时间，宏观上可以大范围减少充电站和充电桩的需求。
以目前全球领先地位的特斯拉Model S 85为例，其通过大功率的超级充电站充电，也要80分钟才能充满，车主等充电的时间仍然是一次煎熬。
“超级电池10分钟的充电时间，比加一次油时间长一点点，但续航里程比一箱油要长很多，消费者再也不会抱怨。
”一位汽车业内人士分析称。
目前，油电混合动力车被认为是市场上最适合由燃油车过渡到电动车的最好产品，而且这个过渡阶段可能长达15-20年，但电池材料的进步可能推翻这种预判，甚至连纯电动车的普及也可能不需要那么长时间。
“超级电池”一旦大规模应用到电动车上，对整个行业将是颠覆性的。
“一些百年车企可能没有这项技术而衰落，而一些只有十几、二十年的车企，因为掌握新材料技术，可能成为新的巨头。
”
李义春介绍说，目前国内对石墨烯电池的研究进展顺利，一些高校研发团队和深圳的企业进行合作，研究已经进入了中试阶段，“预计2015年上半年就可能实现量产，性能会有很多提升。
比如可以在不增加多少成本前提下，增加锂电池的充放电次数，提高电池安全性等。
”
中国石墨烯产业技术战略联盟在2013年就已经向国家各部委上报了多个石墨烯研发示范基地，无锡、重庆、南京、青岛、常州等纷纷建立石墨烯产业示范基地。
2014年12月，国家主席习近平亲赴江苏高新技术产业研究院，调研石墨烯研发及参观产品展示。
不过，据石墨烯电池研究人士透露，目前国内主要研究的是石墨烯运用到锂电池上，而非全新体系的“超级电池”，所以国内技术和超级电池有一定差距。
国家相关部门对此很重视，2015年出台的“十三五”新材料规划可能将石墨烯纳入其中。
