锂电网讯：10 月 22 日中国三星官方微博已经在预告石墨烯电池了，相比锂电池来说，其安全性大大提高，同时散热性也会更好，不会因为温度升高而出现传统锂电池那样发热、发烫、起火的问题。朋友语重心长地提到：咱们得抓紧把好料变成好产品，否则时不待人呀！
这个石墨烯电池项目我曾跟刘冠伟博士请教过，这个技术是三星先进技术研究院的 In Hyuk Son 在 2017 年通过文献来发布的技术，通过 CVD 法制备了石墨烯-氧化硅复合物，即所谓的“石墨烯球”。其分层三维结构使得氧化硅颗粒之间生长了石墨烯，通过 Nobilta 球磨技术将 1wt% 石墨烯球均匀涂覆在富镍层状正极材料中。
通过抑制不利的副反应和提高导电性，提升了循环寿命和快充性能。石墨烯球用于负极比容量达到 716.2mAh/g，与没有使用石墨烯球的电池相比，在商业化制备的条件下全电池的体积能量密度提升了 27.6%，达到 800Wh/L，5C 倍率 60℃ 下循环 500 次电容保持量仍有 78.6%。
先来说说“导电剂”。通过制备石墨烯球，其正极配方为 97% NCM + 0.5wt% super P + 1.0WT% 石墨烯球 + 1.5wt% 粘合剂，有别于传统上浆料中 NCM 的占比为 92%。因为导电碳材用量变少，可以使该电池的体积能量密度提高 33% 左右，达到 800WH/L。
目前三元的体积能量密度在 600-700WH/L，直观地说可以达到更好的快充水平。然而，不愧仅能算是实验室成果，竟然采用了 CVD 法制备石墨烯球，这种工艺给人的印象就是“贵+设备要求高”，很难进行量产。
更不可思议的是，大费周章做了个昂贵的石墨烯球，在正极材料上只是作为“导电剂”，在负极则直接作为“电极材料”，而容量在 716mAh/g，其实也比不上我们以硅/石墨烯负极材料的数据好！
更差的是，一般工业中电极负极的碳材料，首次库伦效率都要高于95%，结果他们也不过是 45% 以下。用直白的话说，成本高、比容量低于现有锂电池，实在看不出有何突出点？或许电池 12 分钟充满是个卖点！
但最大的败笔就是 5C 测试条件下，电池容量却仅有 100mAh/g，只有 0.1C 时的一半。快速充放电的后果就是，锂离子在电极材料中不能充分进入/脱出，从而造成了容量的下降，说实话这种数据，与其他在“实验室条件”测试的材料相比，并不算突出。
上述工艺仅增加倍率性能，对目前大家比较关心的克容量几乎没有帮助，比起石墨烯负极材料，我更看好硅碳负极材料带来的变革。目前几个主流企业的硅碳小样扣电做下来负极首次最高可以到 600mAh/g，首效库伦效率差不多 90%，当然还有待改进，但已经是蛮大的突破。
或许有人说搞不好过了一年了，他们已经突破而可以商业化了！我真心讲不这么认为，首先，这类工业化产品要通过严格的产品认证多半会超过一年，三星上次的 Note7 事件已经搞得元气大伤，对照这个时间点根本不可能已经完成工业化。
其次，最新文献一定会先做更新，不会在学术未发表前就贸然投入生产。最后，一开始采用这种工艺就决定了成本高昂，在手机市场竞争那么激烈下，你会愿意为多用一天电量而花多一倍价格买吗？我是铁定不会的！
我还去看了三星在微博的内容，但我再回头看了 2017 年有关三星石墨烯电池的报导，发现怎么口吻都一样，只是时间是在去年。原来不是国内会忽悠石墨烯概念，韩国也不惶多让，我怀疑或许又是狼来了，但媒体不察也跟着捕风捉影罢了！https://www.xiancai8.com/hulianwang/171127222107896.html
Ref.: Nature Communication, 2017, 8:156. | DOI:10.1038/s41467-017-01823-7.
后记
届时“快充协议”的支援上将会是个大问题，以华为 Mate20 pro 为例，4000mAh 采用了 40W 快充(10V/4A)，在 2C/30 分钟快充下容量仅能达 70%，也就是 4000mAh*70% = 2800mAh 的水平。
若三星 S9 若使用石墨烯电池，3000mAh 在 5C/12 分钟快充，就算一样以 2800mAh 来计算，就需要 40W*5/2=100W。反观，魅族 2017 年在 MWC 上推出 Super mCharge 快充技术，也不过才达到 55W (11V/5A) 功率输出，据了解可以在 15 分钟内将 3000mAh 的电池充到 85%，到时候可能像东旭光电的充电宝使用了“适配器”。不过，这样就把产品层次给拉低了，这也不太可能，那就静观其变吧！
当然这样的大功率传输，使用特制线材以及连接协议也是必须的，Super mCharge 在连接线插头上加入了一块名为 E-Mark 的智能安全芯片以实现适配器和设备间的识别和建立。我想，在石墨烯电池正式发布前，三星应该会先发布快充技术及配套的安全芯片，那才是我们该观察的重点！
