华为、三星争推石墨烯电池，是徒有虚名，还是真的黑科技？

现阶段5G已经商用，大量抢先吃螃蟹的5G用户在感受畅快淋漓上网体验的同时，也纷纷吐槽5G手机续航能力表现较差。因为技术限制，目前的5G终端耗能高确实是一大痛点，运营商、终端设备商也正在加大力度研发攻关这一难题。

近期，媒体纷纷报道以三星、华为为代表的手机厂商将推出使用石墨烯电池的手机，能够快速充电、降低耗能。那么究竟什么是石墨烯电池？真的能够达到媒体所宣称效果吗？下面通信君就跟大家聊聊这个话题。

我们知道，目前智能终端是以锂电池为主，通常在一个半小时可以充满。新闻报道中提到三星或于明年推出配备 石墨烯电池 的智能手机，不到半小时就能充满电池。更早之前还有网络新闻传出配备石墨烯电池的电动汽车，只需充电10分钟就可以跑1000公里， 石墨烯电池 将掀起新能源革命。

这些说法是否可靠呢？

通信君认为，事实上石墨烯电池确实比锂电池效能要好。石墨烯比铜的导电效率还要高约100倍，转换效率比现在的锂电池还要快140倍，是快速充电的理想材料，听起来确实是很炫的黑科技。但是新闻报道中，手机厂商宣称的 石墨烯电池 实际上仍然是锂电池，只是由于在电池中加了石墨烯之后效能会改变、提升充电速度，并非革命性技术突破，媒体的报道有夸大之嫌。

那么到底什么是石墨烯？什么是石墨烯电池？为什么说媒体的报道有夸大？ 下面通信君跟大家一起来看看到底是怎么回事。

首先请看下面三个图。

钻石的碳原子排列

如果碳原子整齐排列成 钻石结构（图1） ，就称为 钻石（Diamond） 。单层的碳原子如果整齐排列成六边形(图2)就称为 石墨烯（Graphene） 。许多层石墨烯堆叠起来就形成 石墨（Graphite） 。碳原子排列成六边形管状（图3）就形成 纳米碳管（CNT） 。如果碳原子乱七八糟排列不整齐，就变成我们平常烤肉使用的 木炭（Charcoal） 。看起来原子怎么排列对价钱影响很大呢。

这里要特别强调，科学上定义只有 单层的碳原子 排列成六边形才叫 石墨烯 ，如果是几百层几千层，那就只能叫做 石墨 或 石墨粉 。

所谓的 石墨烯电池 完整的名称应叫作 石墨烯基锂电池 ，其实就是一种锂电池，那为什么要叫 石墨烯基 呢？

锂电池主要的结构有阳极材料、阴极材料、电解质三个部分。其中阴极就是我们常听到的锂钴化合物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、磷酸锂铁等；阳极通常使用石墨嵌入锂离子；而碳只是锂电池的 微量添加物 ，它不能用来储存电能，也就并不会增加锂电池的容量。

由于阴极材料通常以粉末的形式存在，因此锂电池制造时必须在阴极材料（锂钴氧化物粉末）加入胶水才能固定在铝箔基材上，但是胶水导电性不好，必须加入 碳粉 来增加导电性。后来人们发现石墨烯的导电性更好，因此使用石墨烯来取代炭粉，可以加快充电速度，原理就是这么简单。

问题是只有 单层的碳原子 排列成六边形才叫做 石墨烯 。我们平常用煤气加热时在锅底会留下黑黑的粉末，里面其实就有极微量的纳米碳管或石墨烯这些东西。但是工业上要大量生产高纯度的纳米碳管和石墨烯很困难，成本很高，最终制造出来的东西一定大部分是许多层石墨烯堆叠起来的 石墨粉 ，只含有少量的 石墨烯 ，用这些石墨粉的确会增加导电性，但是效果肯定要比石墨烯差很多。

明明大部分是 石墨粉 ，为什么要叫做 石墨烯电池 呢。通信君认为主要还是炒作概念，因为发现石墨烯结构的科学家在2010年拿到诺贝尔奖，而且 烯 这个字平时也比较少见，叫石墨烯电池会让人觉得那又是什么伟大的黑科技，如果叫 石墨电池 或 石墨粉电池 ，不就不那么高大上了吗？

新闻中提到的手机快充主要靠的还是增加功率，因为功率=电压（水压）乘以电流（水流），要让木桶快满的方法是增加水压和水流，因此快充的方法就是增加电压和电流，也就是增加功率。

一般我们用USB充电时电压只有5伏特，电流只有1安培，因此功率只有5瓦，大约2小时才能充满；快充就是用大电压大电流来充电，例如：三星Note 10+近期正式推出45瓦的快充技术，可能就是用15伏特3安培充电，只需要30分钟就能充满。再加上明年开发出石墨 粉 电池增加导电性，要缩短到30分钟以内应该不是什么难事，没什么可大惊小怪的。

不过要留意一般手机的USB只支持5伏特，因此只有支持大电压15伏特充电的手机才能用这种技术来快充；此外高电流充电的下场就是缩短锂电池的寿命，也就是可能要常常换电池，这样是不是值得就看消费者怎么想了。

最后，通信君做个小结。 第一，快充技术确实是手机厂商、电动汽车厂商都在重点研发攻关的技术难题。

第二，在锂电池中添加了石墨 粉 （以及一点点石墨烯），确实可以让充电速度加快。这主要是因为石墨（以及其中的一点点石墨烯）的导电性好。但严格讲起来，由于目前的技术手段还无法大量使用石墨烯，所以这种效能的提升与石墨烯到底有多大的关系其实是存疑的。

第三，我们的手机、电动汽车都想要快充，但是因为现在的电池其实还是锂电池，快充的下场就是锂电池的寿命就一定会缩短。尤其是电动车，电池的成本占到总成本的30-40%，如果100万成本的车，光电池就占到了30-40万，所以还是需要权衡利弊。