电池是人类最重要的应用技术的核心。你的手机、笔记本电脑、汽车甚至你的房子……都依赖于将能量储存在电池中。

然而，电池技术似乎还未能跟上这一发展步伐。换句话说，电池是移动技术领域的“垃圾场”，尽管这些年来它也有了相对较大的改进。

这并不是说目前的电池技术不好，但最近出现的一种名为石墨烯的电池技术有望几乎完全解决普遍的缺点。

什么是石墨烯？

简单地说，石墨烯是世界上最薄的材料，由碳原子以环状六边形图案连接而成。更具体地说，石墨烯晶格只有一个原子厚，基本上是结晶碳。听起来可能很奇怪，但你可以用铅笔尖和一些胶带制作石墨烯薄片。事实上，这个看似简单的创意却获得了诺贝尔奖。

石墨烯具有许多特性，使其成为未来技术的潜在组成部分非常有趣。石墨烯的优势在于它能够导电、良好地耐热并限制电流流动时的能量损失。因此，如果您想高效地传输电力或热量，这是一种很有前途的材料。

石墨烯也非常耐用。它非常有弹性和弹性，同时又是透明的，可以用来从阳光中发电。

石墨烯难以量产

干式石墨烯之所以流行，有一个主要障碍，那就是大规模生产的复杂性。虽然为实验室研究制造小片或片状石墨烯相当简单，但大规模生产是另一回事。如果没有可靠的大规模生产的挑战，这种类型的纳米材料很久以前就会出现在技术产品中。

好消息是，对于石墨烯材料的大规模生产和降低成本的雄心壮志有几个有希望的途径，这些材料足够便宜，可以进入大众市场。目前，注入石墨烯的纤维可以以合理的数量生产。石墨烯也可以使用溶剂制成，尽管它们毒性很大。研究人员已经研究了更安全的溶剂，前景也很乐观。

石墨烯现在通常通过化学气相沉积生产。在其中，石墨烯在基板材料的顶部形成一层。这种方法的问题在于石墨烯中的结构“错误”率一直很高。使用液体（具有完全平坦的表面）作为基材的新研究可以解决这个问题。所以，假设石墨烯能够量产，完全有可能出现在主流科技产品中。

石墨烯解决了锂离子电池的局限性

锂是一种常见的电池类型，您可以在消费电子产品中找到。但是这种电池有一个很大的缺点，就是储存能量的能力不是很好，需要一个安全的电路来保证使用的稳定性。

尤其是锂电池，每次充电后质量也会下降，一次能提供的电量是有限制的，必须慢慢充电，以免电池过热导致爆炸。

石墨烯电池可以克服或减轻这些限制中的大部分。在现有锂电池中添加石墨烯可以显着提高其容量，帮助它们快速安全地充电，并在需要更换之前显着延长其使用寿命。

固态电池没有液体电解质。它是位于电池两个端子之间并储存化学能并转化为电流的物质。制造用于商业用途的大型固态电池仍然是未来的目标，但石墨烯可能是使固态电池成为大众市场现实的合适人选。

在石墨烯固态电池中，该材料与陶瓷或塑料混合以进一步提高导电性。例如，科学家们创造了一种原型石墨烯陶瓷固态电池，可以作为由挥发性液体电解质组成的锂离子电池的安全、快速充电替代品。.

总体而言，石墨烯仍然是一种昂贵且复杂的制造材料。据估计，几年前一公斤石墨烯价值超过 30 万美元。使用石墨烯电池肯定会大幅增加产品成本，因此这种电池的商业化前景还有很长的路要走。