近年來，石墨烯在能源領域里尤其是二次電池領域中得到廣泛關注。石墨烯具有獨特的化學和物理性質(zhì)以及可控的形貌與缺陷，為在分子原子尺度的上研究電化學現(xiàn)象提供了一個非常好的平臺。但是，如果作為電池中一種成分，石墨烯究竟存在著哪些實際問題導致并沒有真正的“石墨烯電池”問世？甚至很難取代傳統(tǒng)的石墨負極。該問題的根源卻很少人研究報道。

石墨烯電池

最近，美國阿肯色大學肖婕和大連化物所的李先鋒等合作撰寫一篇關于石墨烯在鋰電中應用的挑戰(zhàn)的綜述。他們討論了石墨烯在鋰離子正負極，鋰硫，鋰氧，金屬鋰保護和鋰氟化碳電池里的應用。

從各自體系的基本電化學原理出發(fā)對每一類電池的特點和要求進行了詳細討論，并對石墨烯在各類電池中可以發(fā)揮的本領和其自身的電化學局限性進行了討論。本論文在簡略綜述報道過的石墨烯在電池中的優(yōu)勢之外，重點對石墨烯在各個體系里的主要問題比如比表面太大，導致電解液分解（尤其在負極上）產(chǎn)生的副反應過多而效率太低，半電池里石墨烯充電電壓過高（超過2伏）從而導致全電池里放電電壓太低而無法使用等實際問題都一一進行了詳細討論。

這篇綜述著重討論了石墨烯在電池實際運用中可能出現(xiàn)的問題，希望能夠提供一些不同的參考意見。希望越來越多的研究兼顧實際應用中存在的問題，不顧此失彼，從不同的角度出發(fā)思考問題才有可能最終實現(xiàn)應用。

石墨烯防腐涂料明年投產(chǎn)

這個市科委和寶山區(qū)政府聯(lián)合打造的平臺，采用市場化運作模式，由上海超碳石墨烯產(chǎn)業(yè)技術有限公司運營。去年6月，該公司分別與上海理工大學、中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所、上海第二工業(yè)大學的科研團隊簽約，啟動石墨烯防腐涂料、石墨烯導電劑漿料、石墨烯導熱硅脂3個實驗室成果的中試項目。根據(jù)協(xié)議，平臺為科研團隊提供場地、設備、工程人員、資金、產(chǎn)學研合作牽線等支持。如果中試成功并進入產(chǎn)業(yè)化階段，雙方按一定比例分配收益;如果失敗，中試費用全部由平臺承擔。

近日，這些項目都取得成功。楊俊和告訴記者，他帶隊研發(fā)的石墨烯防腐涂料，將石墨烯材料成功分散到涂料中，并在中試階段解決了一系列工藝技術問題。經(jīng)石墨烯功能型平臺牽線，該團隊已與上海華誼精細化工有限公司簽約，將于今年下半年開建100噸示范工程，計劃明年投產(chǎn)。

“隨著溶劑型涂料逐步退出市場，石墨烯防腐涂料有很大的市場空間。”上海超碳石墨烯產(chǎn)業(yè)技術有限公司董事長孟巖說。由于溶劑型涂料會產(chǎn)生污染環(huán)境的揮發(fā)性有機化合物，我國政府已出臺政策，鼓勵用水性涂料替代溶劑型涂料。然而，目前市場上的水性涂料防腐性能較差，給實際替代造成了困難。于是乎，具有很好防腐性能的石墨烯材料迎來“風口”，但如何將它分散在涂料中，不影響涂裝工藝是一個難題。上海理工大學團隊經(jīng)過5年實驗室研發(fā)后，在石墨烯功能型平臺上完成中試，終于攻克難題，讓這套工藝技術進入了工廠。