石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，而石墨烯本身的出現有賴於納米技術的提升。實際上石墨烯本來就存在於自然界，只是難以剝離出單層結構。石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡就可能是幾層甚至僅僅一層石墨烯。
從高定性向熱解石墨中剝離出石墨片，然後將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上，撕開膠帶，就能把石墨片一分為二。不斷地這樣操作，於是薄片越來越薄，最後，他們得到了僅由一層碳原子構成的薄片，這就是石墨烯。
石墨烯的化學性質與石墨類似，石墨烯可以吸附並脫附各種原子和分子。當這些原子或分子作為給體或受體時可以改變石墨烯載流子的濃度，而石墨烯本身卻可以保持很好的導電性，所以石墨烯大量應用在充電電池領域。
什麼叫石墨烯電池？其實到現在也沒什麼嚴格的定義吧？不像鋰離子，起碼有個定性定兩的規格與化學是分析。但是石墨烯電池，說白了，就是在傳統電池裡面加點石墨烯進去；好一點的生產廠家，把一個電極的材料全換成石墨烯(但是一克上千的價格石墨烯電池極，最後做成電池貴如天價，導致客戶聽到價格就卻步不前？)。
目前市面上所銷售的石墨烯電池，99.99%幾乎都是在傳統的鋰離子等電池裡面添點石墨烯，然後就生產上市銷售，打著石墨烯電池的名號，而實際上依然是鋰電池。所以，基本就不存在什麼石墨烯電池，只存在
“摻/用了石墨烯的鋰離子電池/鉛酸電池”。當然了， 少數科研中也有少數真的全石墨烯型電池/電容器， 不過對於石墨烯表面氧化狀態等等的要求實在是太高了，生產過程非常複雜，要想將每個碳原子體練出來又不會發生氧化，整個生產設備與生產過程似乎都必須在一個特定的環境中生產；石墨烯的原料取得並不貴，但是生產成本太高，所以無法得到普片的商業應用，更不用說全石墨烯的那高的嚇人的成本所生產出來的石墨烯充電電池。還記得多年某大廠手機電池發生爆炸的問題嗎?記得國內最大的手機大廠HW，也曾發佈過與日本合作研發石墨烯電池；國內電動車大廠，也曾提出下一代的電動車將要使用石墨烯電池，可最後卻依然走回到磷酸鐵鋰電池上面的深耕研究。這些到底是怎麼一回事呢？各人有以下幾點分析：
首先還是說說成本吧，在鋰電池中應用，石墨烯主要起到的作用，一是導電劑，二是做電極嵌鋰材料。然而事實上這兩點，都是在和傳統的導電碳/石墨競爭。
那麼問題來了，你知道這導電碳/石墨的價格與石墨烯的價格有多大的差異嗎？導電碳/石墨都是論"噸"賣的，然而論"克"賣的，我們根本無法預期石墨烯哪天能降到這個價？現在鋰電池用的各種材料，都是一噸幾萬十萬左右的原料價格，而且天天承受著要求降價的壓力，用石墨烯根本就是不現實想法。
就是石墨烯比表面積需要做到非常大，骨架生產、防止氧化什麼的問題還是非常的多，在量產過程中的生產技術目前都還沒有完全克服，一般的電池廠家根本不具備這樣的生產條件與生產工藝，可是目前誰又願意走在前頭，誰願意上這個技術？ 石墨烯表面特性受化學狀態影響巨大，批次穩定性，循環壽命等等都有很多問題，怎麼能夠與鋰電池生產的一堆細緻要求向比呢？何時才能達到鋰電池相同質量保證的水平呢？
![站在產業風口浪尖的石墨烯，石墨烯電池如今現況如何？]()
即使生解決了以上生產的問題，石墨烯做負極，但是理論上最多是石墨負極兩倍的容量，但是首次使用效率低的嚇人，性能受表面狀態影響極大；我一值都找不到不用硅做負極，用它的理由。硅的理論容量近石墨的10倍，就算石墨烯就是成本降低但是在特性上卻也比過硅的大容量的優點(硅負極這兩年各大電池廠都已經開使使用了)。
如果將石墨烯做導電劑的話，如果納米化做的不好，根本就是緣木求魚，白扯。而且"碳家族"中物美價廉的材料多的很，為什麼非要用價格昂貴的石墨烯呢？
所以，基本也不存在什麼石墨烯電池與傳統設備的兼容性的問題，因為本來就是摻了點石墨烯的鋰離子/鉛酸電池，也不存在替代問題，因為這個技術從技術角度與生產製程上分析就不靠譜，又何來成為明日產業之星，完全替代鋰電池呢？
大家可以搜搜三星，松下，LG等企業的美國專利，裡面石墨烯的專利是很多， 但大部分都佈局在柔性器件、半導體顯示屏等方面，而對於電池的應用只佔少數。 點開仔細看看，大多專利裡石墨烯只出現個三到四次，知道這代表什麼意思嗎？就是說石墨烯這種東西可以加點這玩意到電池裡面去，僅僅是提到，提到而已，而要做到全石墨烯電池的應用壓跟就沒有廠家在與商業行為息息相關的"專利"上面多家著墨，為什麼呢？因為連實驗室的產品都會發生不同程度的穩定性不同，完全無法達到每次實驗都可以做到一致的技術，也就只能在科技雜誌上刊登發表一下研究心得。
大家可能天天看到XX把電池在半分鐘內充滿的新聞。我想說的是，在實驗室做出一個快充的小電池很容易，但是要讓它走出實驗室，工業化，中間需要解決的問題太多了，可能十幾個人幾十人人忙一年，就指是在做哪一個展示的樣品；注意，僅是一個參數或性能，而如果能成功了就阿彌陀佛了，失敗的還有好多呢？再說到快速充電，對於電動汽車的充電電池而言，特斯拉汽車在半小時快速充滿，這樣已經非常接近極限了；別再只是追求大電流充電，這樣是不安全的。而且，電動汽車內部幾千節電池串並聯的組合和手機一節電池的快充根本不是一個量級的事情，無法放在一起討論。
關於西班牙GXX和CXX合作的那個石墨烯電池現況又如何呢？我先做一個簡單的介紹：
(A) 儲電量是目前市場最好產品的三倍。一個鋰電池(以最先進的為準)的比能量數值為180wh/kg，而一個石墨烯電池的比能量則超過600wh/kg。
(B) 用此電池提供電力的電動車最多能行駛1000公里，而其充電時間不到8分鐘。
(C) 使用壽命長。其使用壽命是傳統氫化電池的四倍，是鋰電池的兩倍。
(D) 重量輕。石墨烯的特性使得電池的重量可以減少為傳統電池的一半，這樣可以提高裝載該電池的機器的效率。
(E) 成本低。生產這種電池的公司表示，它的成本將比鋰電池低77%。”
看到上面簡單的介紹，這電池要是真這麼好，成本這樣低，完全可以替代現在所有充電電池；但是為什麼特斯拉、日產LEAF、比亞迪秦唐等一現電動車大廠都沒有使用呢？這表示該項合作生產石墨烯電池只是宣稱未來的目標，而不是現在就是技術純熟可以量產上市。 充電電池宣稱可以性能提高很多的新聞大都不可信，我想反駁都不知道從哪開始，因為完全找不到任何可信賴的科學依據。
本人僅僅表達了對於石墨烯電池的觀點，並沒有評價石墨烯在其它領域中的應用前景。其實我認為在新型柔性電池、器件、顯示、催化劑方面，石墨烯可能是有前景的。但是對於在石墨烯電池方面的前景，我是並不看好。
再來說到石墨烯的發熱，有太多的地暖產品總喜歡用石墨烯作為廣告詞；是想以克計算單價的石墨烯，這樣的生產成本高的嚇人，如何實現批量生產商業化呢？原本的碳纖維發熱技術已經達到商業生產水平，並且也受到廣泛使用；而真正的石墨烯發熱應用僅只是舊瓶裝新酒的用碳纖維發熱技術，宣稱自己是石墨烯發熱技術。
對於很多事情，大多數人寧要虛假的希望，也不要殘酷的真相。我從不拒絕想像力、創造力，這也是推動人類社會前進的重要動力；但是總不能期待想象力就是萬能的吧，直接不加思考的套進來就想要推動一個行業的發展，不然你用互聯網思維給我開發一個產品試試？技術發展的確比較緩慢，這需要我們大家一起踏實把事情做好，而不是天天指望著滿天飛的噱頭來解決生活中的問題。看看德國、日本從事科研生產的那種匠人精神，這永遠是值得我們學習的。
本文僅是笨人對於石墨烯電池與應用，從技術性與實用性傷所分析的觀點，為本文的實中立性負責。
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