發布日期：2021-11-29 09:22:09
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導讀：隨著人類社會對能源的需求持續增長，我們需要更加優秀的電池，被譽為“超級電池”的石墨烯電池，究竟是黑科技還是噱頭？ 在過去的幾十年，工業界一直在努力縮小處理器的體積。隨著它們變得越來越小，它們所消耗的能量越來越少，因此電池壽命越來越長。電池從本質上來說，它們是金屬和化學物質的集合。連通電池意味著會有電流經過。而化學過程面臨的一個問題便是做的越小并不意味著變得越好。可以設想它為一瓶飲料：杯子里裝的啤酒越少，你能夠喝到的啤酒也就越少。在此之前，新材料是電池發展的主要來源。當材料從鎳轉化為金屬鋰后，消費性電子產品的電池壽命極大的延長了。磷酸鋰鐵之父、現代電池發展的一名重要科學家約翰·古德伊夫(John Goodenough) 教授表示，現在的研究主要關注于改善鋰電池的壽命，元素周期表非常有限，因此進步和提升變得越來越困難。
鋰電池自誕生到至今，雖然一定程度上改變了我們的生活。但近30年的時間內，它始終都沒有太明顯的進步。而鋰電池的“桎梏”，也使得很多相關產品，不得不依靠技術與算法優化來節省電量，維持鋰電池的使用時間，這無疑限制了相關產品自身的發展。不過，鋰電池對人類的“枷鎖”可能要被打破了，因為“超級電池”“誕生”了。2022年6月末，超級電容器廠商SkeletonTechnologies和德國卡爾斯魯厄理工學院宣布，他們共同研發的“石墨烯超級電池”研發成功。顧名思義，該電池主要由石墨烯材料制成。石墨烯，并不是生活中常見的東西，它是一種較為特殊的化學材料。雖然微小，但卻有著驚人的能量，它集光學和電學力學的性質為一體，同時作為微納加工材料，也廣為應用。不僅是一種全新的材料，更是一種高科技產品。
有研究表明，石墨烯電池不管使用了多久、多少次，其性能都不會改變，也不會老化。另一方面，它的充電速度出奇的快，新能源汽車，如果充電快就會更受歡迎。因此，石墨烯電池的出現是必然的，是符合需求的。由于石墨烯材料不僅是現有已知材料中，硬度最高的材料之一，而且它還有非常逆天的導電能力，所以石墨烯電池在充電速度與壽命方面，都遠遠優于如今的鋰電池。更神奇的是，超級電池還不易老化，就算其經過幾十萬次的充放電，它依然能夠保持15秒鐘就充滿電的效果，擁有非常持久的使用壽命。
相較于傳統鋰電池，“超級電池”幾乎是全方位碾壓。而對此，有專家表示，“超級電池”的誕生，對人類來說，將會變得超乎想象。2022年1月，美國電池制造商Lyten宣布與美國政府合作，為太空部隊開發石墨烯電池，它應用于小型衛星的原型已經制造出來，電動汽車市場此前也被列為應用目標，所以更多的產品可能會在這里“開花結果”。新能源汽車的動力電池，雖然看著“高大上”，但其實也是鋰電池，只不過它是由許多小塊的鋰電池串聯起來。所以受到鋰電池的限制，新能源汽車一直都面臨著“續航差、充電難”的問題。除此之外，鋰電池的壽命也非常短，可能用過幾年就要換掉。
總的來說，新能源汽車要想進一步發展，還有很長一段路要走。在石墨烯還不成熟的現在，鋰電池作為電池主流，還是存在很大的安全風險和性能問題，并不是很符合我們對新能源的需求。
隨著人類社會對能源的需求持續增長，我們將會需要體積更小、質量更高的能源和更高密度的存儲系統。當然，石墨烯材料也有其結構自身的問題，這有待于我們科技水平的提升去完善。未來的電動汽車，石墨烯電池或許是一個新的選擇。
