鋰電池在作業(yè)時鋰離子會在正負(fù)極之間移動，而低溫會讓離子活性下降，很快就“跑不動”了，電池可用量敏捷下降。怎么辦？除了少出門外，有人想出了新招：石墨烯。這些年，不少研究者和商家提出石墨烯電池的概念，表示這種電池容量更大、充電更快、“死”得更慢，堪稱劃時代的發(fā)明。

說起石墨烯，我們能夠從初中化學(xué)講起。碳元素的天然存在方式有兩種：石墨和金剛石。金剛石是最堅固的碳結(jié)構(gòu)，硬度大、活性差，又名鉆石；石墨則是一種深灰色有金屬光澤而不透明的細(xì)鱗片狀固體，質(zhì)軟滑膩，有優(yōu)良的導(dǎo)電功能，最常見的就是2B鉛筆的筆芯。

在石墨中，每個碳原子只與其他三個碳原子以較強(qiáng)的力結(jié)合，形成一種層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間的結(jié)合力較小，簡單剝離。如果說石墨是一摞A4紙，石墨烯就是其中一張，一張只有一個原子厚度。它是世上最薄、最堅硬、電阻率最小的納米資料；它獨特的能帶結(jié)構(gòu)，讓電子在上面?zhèn)鲗?dǎo)時能量損耗極低。這些特色讓石墨烯成為商家眼中的“唐僧肉”。一時刻，“充電兩分鐘，通話一整天”“充電一分鐘，續(xù)航百公里”等廣告語盛行。

不過，要得到“純種”石墨烯不簡單，因為它在自然界無法安穩(wěn)單獨存在，很長時刻科研都止步于多層石墨烯。2004年，曼徹斯特大學(xué)學(xué)者安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功分離出單獨石墨烯平面，并于2010年獲諾貝爾物理學(xué)獎。分離法奇特又樸素：用膠帶粘住石墨薄片的兩側(cè)后扯開，可逐漸減薄石墨烯直至單層。如今，我們能夠用氧化還原法等方式生產(chǎn)石墨烯，但要么本錢太高、要么層數(shù)太多。

事實上，石墨烯的使用很廣泛，電路、LED照明、手機(jī)或穿戴設(shè)備的柔性屏幕等范疇都對這種新資料虎視眈眈，但最火熱的方向，莫過于將石墨烯和鋰電池結(jié)合，使用到動力范疇，也就是我們俗稱的“石墨烯電池”——化學(xué)充電電池自誕生以來距今已100多年，無數(shù)人希望能克服其能量密度低、充電時刻長、循環(huán)次數(shù)低等缺陷，石墨烯被視為“救星”之一。

然，就現(xiàn)在來看，這個國際并不存在純粹的石墨烯電池。石墨烯電池?zé)o論是在先天性、技術(shù)方面、外在因素上，都或多或至少的存在著下風(fēng)，至少在現(xiàn)在來看，石墨烯電池使用在實踐場景中，還需要很長的路要走。石墨烯雖然能夠改進(jìn)電池功能，卻無法作為電池的核心資料，它單片時有許多特殊性質(zhì)，在實踐使用中無法完全發(fā)揮。所以現(xiàn)實中石墨烯多用于與碳、硅或錫等物質(zhì)組成復(fù)合資料制造電池正負(fù)極，或是使用石墨烯作為導(dǎo)電添加劑。因此，與其起名“石墨烯電池”，不如叫“摻了石墨烯的鋰離子電池/鉛酸電池”。加之制程復(fù)雜、良率低、本錢高等問題，石墨烯電池想要完成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的量產(chǎn)，道阻且長。所以我們不要輕信石墨烯電池的風(fēng)言風(fēng)語。