从笔记本电脑到智能手机、无人机到电动汽车的一切事物，都离不开一个东西，那就是电池，电池是提供动力的关键。因此电池也成为了能源公司的香饽饽，随着几家公司开始研制电池驱动的电动飞机，电池的发展也如雨后春笋般猛增。目前市场上锂电池是电能源之首，然而，目前的锂离子电池有几个局限性，在许多方面影响了它们的应用。

科学家一直在研究使用不同的材料来制造更好的电池，而最受世人瞩目的电池新材料之一是石墨烯，但尚未取得任何重大突破。然而，一群研究人员开发了一种新型石墨烯电池，有望取得巨大的进步。

众所周知，目前电动汽车使用的是锂离子电池，虽然锂离子电池使汽车的行驶里程更长，充电时间更短，但是锂离子电池有个严重的弊端，那就是重量。锂电池电动汽车比内燃机车更重，充电时间更长，成本太高，这使得电动汽车的价格高于许多人的承受能力。并且液体或凝胶电解质易燃，可能会结冰，因此需要昂贵的升温冷却和安全监控。此外，快速充电可能会导致锂金属尖峰刺穿电池的渗透性分离器使电池短路，因此石墨烯应运而生。石墨烯电池被誉为电池开发的下一个前沿领域，将解决许多锂离子电池问题。但石墨烯到底是什么？

石墨烯是由一层单原子厚的碳原子排列成六角形的晶格，它是石墨烯的组成部分。石墨烯是一种非凡的物质，具有许多惊人的性质，这使它获得了神奇材料的称号。石墨烯不仅是已知的最薄的材料，也是一种优秀的热导体和电导体，具有强大的铅吸收能力，换句话说，石墨烯可以改变世界，因为它是一种几乎在任何行业都具有无限集成潜力的材料。

不仅如此，石墨烯是一种高度多样的材料，可以与其他元素包括气体和金属在内的元素合成各种性能优越的不同材料，包括晶体管、计算机芯片、超级电容器甚至dna测序，石墨烯在水过滤器、天线、lcd或oled触摸屏中也大有用处，可以说科学家们每天都在为其寻找新的应用。然而，要利用石墨烯生产高质量的材料仍然是一个巨大的挑战，世界各地的数十家公司已经在生产不同类型和等级的石墨烯材料，从使用cvd工艺合成的高质量单层石墨烯到使用cvd工艺生产的石墨烯薄片，大量石墨烯片材主要用于研发活动或传感器等极端应用。

此外，价格较低的石墨烯片适用于许多应用，如运动设备、消费电子、汽车等。然而，石墨烯研发的最热门领域之一是电池，这也是制造商感兴趣的原因，尤其是在电动汽车中的应用，他们希望利用高孔隙率、更大的表面积、极高的强度和更轻的重量来改进电池。此外，这些材料在良好的热能和电能导体下具有高充电能力和灵活性，使其成为合适的存储材料能量石墨烯的高导电性增加了电极密度，加速了电池内的化学反应，从而实现了更大的功率传输和更快的充电速度，同时与锂相比，石墨烯的降解也更小，同时提供了更好的性能，大大延长了电动汽车电池的寿命。

在基于石墨烯的不同电池技术和类型中，石墨烯电池与其他电动汽车电池相比也具有成本效益和可持续性。石墨烯锂离子电池有望在未来四到八年内实现最快的固态石墨烯电池，并在十年内有望实现超级电容器。石墨烯钠离子和锂离子电池以及石墨烯铝离子电池实际上可以取代锂离子电池，因为石墨烯铝离子电池的充电速度比锂离子电池快60倍，并且能储存更多的能量。

此外，石墨烯铝离子电池更便宜，更容易回收，钠和铝的含量比锂离子电池更丰富。除了纯铝电池，例如石墨烯铝离子电池可以在一分钟内为双a电池充满电，在10秒内为币形电池充电。据了解，总部位于洛杉矶的一家初创公司纳米科技公司已经找到了一种方法，可以通过防火石墨烯锂离子电池彻底消除电池的安全隐患，该公司利用纳米技术已经开发了石墨烯电极电池。

石墨烯的灵活性意味着它可以承受充电和放电过程中电池电极的体积变化，这减少了内部短路的可能性，更重要的是，石墨烯是一种优良的导电材料，有助于电池保持较低的内阻。这意味着纳米技术的电池可以保持较低的内部温度，因此它为充电过程中的过热提供了一个有效的解决方案。

除此之外，我们知道传统锂离子电池存在火灾危险，其电解液在充电和放电过程中，在两个电极之间转移锂离子时就会发生危险，电解液是一个至关重要的部分。电解液恰好是最具爆炸性的成分。目前使用的大多数电解液都是将锂盐溶解在一种液体材料中，这种液体材料主要由线性和环状链状碳酸盐组成，它恰好是大多数电解液中最具爆炸性的成分。目前的锂电池是将锂盐溶解在主要由线性和环状链状碳酸盐组成的液体材料中，基本上是一个碳原子附着在三个氧原子上的分子。这些液体通常是易燃的，当暴露在高温下时可能会挥发和不稳定。

为了避免这个问题，纳米技术公司开发了一种专有的电解质溶液，是一种稳定的有机物。它由廉价材料制成，易于制造，当然不易燃石墨烯电池电极必须由一种材料分离，通过这种材料离子再次转移到这里。纳米技术能源已经用一种新材料取代了一种典型的聚烯烃分离器，这种材料提高了聚烯烃的热稳定性，这也有助于使电池更安全。当然，目前该纳米技术公司的电池研发仍然是机密，没有对外公开。不过，通过这个名字也能知道，这种材料仍然以有机化学为中心。

然而，纳米科技已经进行了一系列测试，以证明其石墨烯有机化合物电池具有更强的热稳定性，并消除了电池中的火灾风险。该公司在摄氏度的温度下对标准锂离子电池进行了加热测试，使用的锂离子电池立即着火，而石墨烯电池保持完好。同时，测试纳米科技的石墨烯电池取得了一些令人印象深刻的结果，它在高达摄氏度的温度下依然能够保持充电，当被钉子穿透或加热到摄氏度以上时也不会着火，但除了高耐火性外，纳米技术的电池非常强大，在次循环中保持80%以上的额定容量，充电速度快18倍，这得益于石墨烯的强导电性，降低了电池的内阻。

石墨烯电池是为未来新能源的趋势，不过在石墨烯广泛普及之前，锂电池依然是市场新能源的龙头老大，你认为呢？