科客點(diǎn)評(píng)：雖然華為在Mate 8上面沒用它，但學(xué)習(xí)一下科學(xué)知識(shí)也挺好。

　　華為Mate8發(fā)布會(huì)開始前，微博上就出現(xiàn)了這樣一條預(yù)告——華為Mate8將使用石墨烯電池。緊接著“石墨烯電池已經(jīng)研發(fā)成功，并且已經(jīng)商用化應(yīng)用在華為Mate8智能手機(jī)上了”的消息在互聯(lián)網(wǎng)上不脛而走——在Mate8發(fā)布前釋放半真半假的消息，以猶抱琵琶半遮面的形式使華為Mate8手機(jī)也隨著石墨 烯電池消息的傳播而備受關(guān)注。

　　然而，我們都知道， 事實(shí)上Mate8并沒有采用石墨烯電池（原因下文會(huì)提到），但是這也給了我一個(gè)聊一聊石墨烯電池的機(jī)會(huì)。

石墨烯電池并非顛覆性革命

　　所謂石墨烯電池并非整個(gè)電池都用石墨烯材料制作，而是在電池的電極使用石墨烯材料。

　　石墨是目前鋰離子電池中最常用的負(fù)極材料，充電時(shí)，Li嵌入到石墨層間形成插層化合物，Li完全嵌入時(shí)，每個(gè)石墨層都嵌入一層Li，對(duì)應(yīng)化合物L(fēng)iC6，理論比容量為372mAh/g。當(dāng)每片單層石墨都以雜亂無章的方式排列，則在單層石墨的兩側(cè)表面都可以結(jié)合Li，理論比容量提高了一倍，即744mAh/g。由于石墨烯的缺陷位、片層邊緣及石墨烯堆積形成的微孔結(jié)構(gòu)都可以存儲(chǔ)Li。 因此，在理論上石墨烯電極可能有超過石墨兩倍的比容量。（編者注：看不懂的看這句話就夠了==）

　　如果將石墨烯和SnO2，Mn3O4，CuO等電導(dǎo)率比較低的正極、負(fù)極納米材料進(jìn)行復(fù)合，如Li4Ti5O12、TiO2、LiFePO4等，就能提高鋰離子電池的循環(huán)性能。中科院金屬研究所在PNAS發(fā)表論文，將正極材料LiFePO4和負(fù)極材料Li4Ti5O12分別與石墨烯復(fù)合，制備了LiFePO4-石墨烯/Li4Ti5O12-石墨烯為電極的具有高充放電速率的柔性鋰離子電池，石墨烯作為鋰離子及電子的通路，同時(shí)起到了導(dǎo)電添加劑和集流體的作用。

（復(fù)合電極材料結(jié)構(gòu)圖）

　　另外，如果將石墨烯和炭黑混合后作為導(dǎo)電添加劑加入鋰電池可以有效降低電池內(nèi)阻， 提升電池倍率充放電性能和循環(huán)壽命，而且電池的彎折對(duì)充放電性能沒有影響。

　　因此，電極采用石墨烯材料后，使電池具備高充放電速率是石墨烯電池具備快速充電的原因，相對(duì)于華為、高通、步步高通過大電流密度下充放電實(shí)現(xiàn)快速充電的做法，采用石墨烯電極材料實(shí)現(xiàn)快速充電并不會(huì)像前者那樣削減電池壽命。因?yàn)槭╇姵刂械膬?chǔ)能物質(zhì)依舊是鋰離子，所以石墨烯電池并非像網(wǎng)絡(luò)流傳的那樣是對(duì)鋰電池的顛覆。

　　那么，Mate 8說采用石墨烯電池是怎么回事？

Mate8并未采用石墨烯電池

　　在市場壓力之下，華為的轉(zhuǎn)型做得徹底，也最優(yōu)效率——通過線上搶購，建立粉絲團(tuán)等手法，使華為的網(wǎng)絡(luò)關(guān)注度不斷提升，“花粉”在網(wǎng)絡(luò)上更是形成了不亞于“米粉”的傳播能力，華為歷次新品發(fā)布中都少不了花粉和網(wǎng)絡(luò)營銷公司的身影——在正反兩方的爭論中吸引流量和眼球，使華為獲得日常無法企及的關(guān)注度。

　　本次微博上流傳出華為Mate8將使用石墨烯電池的消息，就是華為典型的網(wǎng)絡(luò)營銷案例——通過自媒體的虛假消息成功使Mate8還未發(fā)布就獲得了非常大的輿論關(guān)注度。

　　而最好的證據(jù)就是華為和曼切斯特大學(xué)關(guān)于石墨烯技術(shù)的合作著眼于通信領(lǐng)域，而非石墨烯電池。而余承東在兩個(gè)多小時(shí)的發(fā)布會(huì)上對(duì)石墨烯電池只字不提，更證明了Mate8并沒有采用石墨烯技術(shù)，否則以余承東以往的言行，自然不會(huì)放過這么好的營銷點(diǎn)。

華為快沖技術(shù)的廬山真面目

　　既然華為Mate8并沒有采用石墨烯技術(shù)，發(fā)布會(huì)上的快速充電又是怎么回事呢？

　　據(jù)相關(guān)信息了解到，華為Mate8采用的是改良的聚合物技術(shù)，電芯源自索尼和ATL，封裝是飛毛腿和欣旺達(dá)，快速充電芯片購買自德州儀器，充電協(xié)議是華為自家的。在解釋華為快速充電技術(shù)前，先介紹高通和步步高的快速充電技術(shù)。

　　早先的鋰電池，大電流密度下充放電對(duì)電池壽命損失很大。近年來，雖然鋰電池的能量密度提升有限，但在相同壽命的情況下，大電流密度下充電提升了不少。

　　高通的Quick Charge充電采用調(diào)整充電器的輸出電壓，使之獲得設(shè)備允許的安全最高充電電壓，在保護(hù)充電設(shè)備的前提下節(jié)省充電時(shí)間。

　　比如原來用的電壓和電流為5V、1A/2A，但高通QC快速充電用電壓和電流為9V、2A/12V 、1.67A，因?yàn)楣β首兇罅耍潆娝俣茸匀蛔兛炝恕?/p>

　　而步步高的VOOC快速則是采用加大電流的辦法，雖然電壓依舊是5V，但電流提升到5A，功率提升后充電自然變快。

　　華為的做法和高通類似，電壓和電流分別采用9V、2A，而Mate8快速充電的奧妙就在于此。相對(duì)于步步高的VOOC，高通的QC和華為的快速充電具有成本更低的優(yōu)勢，因microUSB只能夠承受2A的電流，所以充電接口和主板線路都要進(jìn)行改造，還使用了并聯(lián)電池，成本會(huì)因此有所提升。

　　相對(duì)于提升電壓或電流的做法，石墨烯電池的快速充電就更有技術(shù)美感。

石墨烯電池離大規(guī)模商用尚需時(shí)日

　　石墨烯電池技術(shù)前景到底如何還是值得商榷的——墨西科技已經(jīng)將石墨烯的制造成本從每克5000元降至每克不足3元，并開發(fā)出石墨烯導(dǎo)電漿料和導(dǎo)電添加劑等用于鋰電池和超級(jí)電容器的產(chǎn)品，而且使用石墨烯電池的手機(jī)早已問世。

　　今年上市的一款名為“開拓者α”的手機(jī)就采用由中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院和中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所開發(fā)的石墨烯觸摸屏、電池和導(dǎo)熱膜等新材料，手機(jī)觸控屏幕不偏色不泛黃，色彩真實(shí)、純凈，通透性也比傳統(tǒng)屏幕好，手機(jī)充電速率提高了40%，電池壽命延長了50%，電池的能量密度也增加10%。

（采用石墨烯技術(shù)的手機(jī)）

　　從中可以看出，采用石墨烯材料的電極雖然大幅提升了電池壽命和電池充電速度，但因石墨烯材料本身具有的高比表面積等性質(zhì)與現(xiàn)在的鋰離子電池工業(yè)的技術(shù)體系無法兼容，能量密度并沒有實(shí)現(xiàn)理論上的翻倍，僅僅提升了10%。

　　在采用石墨烯技術(shù)后，“開拓者α”手機(jī)的價(jià)格更是“感人”，以至于毫無性價(jià)比可言——采用5.5英寸1080p屏幕，搭載驍龍64位四核處理器，內(nèi)置2GB RAM+16GB ROM存儲(chǔ)組合，前置500萬+后置800萬像素?cái)z像頭，支持中國移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)——雖然石墨烯原材料的制造成本不高，但技術(shù)應(yīng)用的成本著實(shí)不低，以至于開拓者α相當(dāng)于千元機(jī)的配置，售價(jià)卻高達(dá)2499元。

　　因此，雖然石墨烯電池的能量密度在理論上能得到大幅提升，但以現(xiàn)今的技術(shù)水平，實(shí)際應(yīng)用中能量密度提升非常有限。網(wǎng)絡(luò)上流傳的關(guān)于“石墨烯電池充電10分鐘跑1000公里；采用石墨烯電極的新型電池的比功率為100kW/kg，比商業(yè)鋰離子電池高100倍。”

　　以當(dāng)今的技術(shù)水平而言，這些神乎其技的描述還只能存在于理論上，其噱頭意義遠(yuǎn)大于實(shí)用價(jià)值。這些說法在網(wǎng)絡(luò)上能夠廣為流傳，更多的是一些企業(yè)以石墨烯為噱頭進(jìn)行炒作提升股價(jià)或是從事資本運(yùn)作，而國內(nèi)真正從事石墨烯行業(yè)的和科研機(jī)構(gòu)目前大多處于巨額投資的燒錢過程中，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未到技術(shù)成熟到可以大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的階段。

結(jié)語

　　從現(xiàn)今石墨烯技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用來看，采用石墨烯材料的電極確實(shí)能提升鋰電池的充放電速率和鋰電池的壽命，但對(duì)大幅提升電池的能量密度還力有不逮。而相對(duì)較高的成本和相對(duì)有限的性能提升會(huì)使搭載石墨烯電池的手機(jī)缺乏市場競爭力。因此，以現(xiàn)階段的技術(shù)水平來看，除非整機(jī)制造商良心發(fā)現(xiàn)，手機(jī)普遍采用石墨烯電池尚需時(shí)日。關(guān)注科客網(wǎng)官方微信kekebat，獲取更多精彩資訊。（雷鋒網(wǎng)，原標(biāo)題《華為Mate8的石墨烯電池是怎么回事？》）