碳納米管的sp2雜化結(jié)構(gòu)以及高的長(zhǎng)徑比為其帶來(lái)了一系列優(yōu)異性能，這種特殊的微觀結(jié)構(gòu)使得鋰離子的嵌入深度小、行程短及嵌入位置多，同時(shí)因碳納米管導(dǎo)電性能很好，具有較好的電子傳導(dǎo)和離子運(yùn)輸能力，因此其作鋰離子電池負(fù)極材料有明顯優(yōu)勢(shì)。但碳納米管作為電極材料存在首次效率較低、電壓滯后、無(wú)放電平臺(tái)、循環(huán)性能較差等缺點(diǎn)。

石墨烯粉體是由微米級(jí)大小、導(dǎo)電性能良好的石墨烯片層搭接而成。鋰離子在石墨烯材料中可進(jìn)行非化學(xué)計(jì)量比的嵌入-脫嵌，石墨烯的表面官能團(tuán)、層間的缺陷等也可為鋰離子提供更多的存儲(chǔ)空間。石墨烯作為負(fù)極存在庫(kù)倫效率低、電壓滯后等問題，難以直接作為負(fù)極材料使用。

作為導(dǎo)電劑應(yīng)用

電池導(dǎo)電劑是電池正負(fù)極材料、電池互聯(lián)的關(guān)鍵輔助材料，對(duì)電池的充放電次數(shù)、功率性能產(chǎn)生很大影響。

碳納米管為一維管狀結(jié)構(gòu)，碳環(huán)還可形成共軛效應(yīng)，少量的添加就可形成充分連接活性物質(zhì)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，有利于提高電池的容量和循環(huán)穩(wěn)定性。碳納米管良好的導(dǎo)熱性有助于電池的散熱，減輕內(nèi)部極化，因此可提高電池的高低溫性能和安全性，延長(zhǎng)壽命。

碳納米管作為導(dǎo)電劑，存在兩個(gè)問題：合成過程中殘留有金屬催化劑，在電池的高電位的充放電過程中，金屬雜質(zhì)容易氧化并在負(fù)極表面析出，導(dǎo)致電池內(nèi)部微短路，自放電嚴(yán)重，甚至引起安全事故；碳納米管之間強(qiáng)烈的范德華力，導(dǎo)致在活性物質(zhì)中的均勻分散困難，阻礙了導(dǎo)電性能的發(fā)揮。

石墨烯是目前高性能的導(dǎo)電劑，石墨烯用作導(dǎo)電劑具有“至柔至薄至密的特點(diǎn)”，石墨烯可以為電極正負(fù)極活性物質(zhì)顆粒提供大量的導(dǎo)電接觸位點(diǎn)，并且石墨烯材料為自然界已知導(dǎo)電率最高的材料。相比于傳統(tǒng)的導(dǎo)電劑，石墨烯導(dǎo)電劑能更有效的降低正負(fù)極材料顆粒間的接觸阻抗并提升整體電極的導(dǎo)電性能。與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，華為石墨烯鋰電池的優(yōu)勢(shì)無(wú)疑非常明顯，它主要有耐高溫、壽命長(zhǎng)兩大特點(diǎn)。

根據(jù)第四能源得到的信息，華為通過在電解液中加入高溫抗分解添加劑，配合高溫穩(wěn)定的大單晶正極，大幅提升電池?zé)岱€(wěn)定性。與此同時(shí)，通過利用石墨烯高效散熱的特點(diǎn)，同等工況下，電池溫度降低5℃。

因此，石墨烯鋰電池能將使用上限溫度提升10℃。在60℃的高溫條件下使用，壽命為普通鋰離子電池的2倍；即便在炎熱氣候地域如中東、非洲，該電池的使用壽命仍可長(zhǎng)達(dá)4年以上。

石墨烯鋰電池?zé)o疑是鋰離子電池發(fā)展史上的重大突破。它將拓展鋰離子電池的使用場(chǎng)景，比如烈日暴曬下需要工作的設(shè)備——無(wú)人機(jī)；還比如電動(dòng)汽車，能讓電動(dòng)汽車在高溫環(huán)境下也有極佳的續(xù)航表現(xiàn)。

華為瓦特實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家李陽(yáng)興向第四能源記者透露，「石墨烯鋰電池技術(shù)主要解決了三個(gè)難題：第一，電解液加入特殊添加劑，避免其高溫分解；第二，選大單晶三元材料做正極，增強(qiáng)熱穩(wěn)定性；第三，石墨烯的加入，實(shí)現(xiàn)高效散熱。」