【文/科工力量专栏作者 陈辰】
“石墨烯电池”的概念可谓炙手可热。日前，华为新机型P40 Pro被华为法国官方推特曝出将采用“石墨烯电池”，国内石墨烯概念股随即纷纷大涨。据不完全统计，在华为公司证实其为“假消息”之前，石墨烯板块次日大涨逾100亿市值。
物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫
2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功地在实验时从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得 2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯电池能够在最高60摄氏度下保持稳定，稳定且简单的物理结构，让这种材料能够应付更为严苛的环境。同时，石墨烯结合了二维结构和碳元素物质的优良特性，也是目前发现的最薄、强度最大、电阻率最小、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。
比如，其导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石；常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高；而电阻率只约10-6 Ω·cm，比铜或银更低。同时它几乎是完全透明的，只吸收 2.3% 的光。
由此，石墨烯被称为“黑金”或“新材料之王”，被期待用来发展新一代电子元件或晶体管。部分科学家甚至预言石墨烯将彻底改变21世纪，极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
华为创始人任正非也曾表示，未来10到20年内会爆发一场技术革命，将来最大的颠覆事件是石墨烯时代取代硅时代。对于为何如此看好石墨烯，任正非的解释是，芯片有极限宽度，硅的极限是7纳米，已经临近边界，而石墨已经开始触及技术革命前沿。
华为石墨烯电池技术
2015年11月13日，华为瓦特实验室在第56届日本电池大会上展示了5分钟即可充满3000mAh电池48%电量的快充技术成果。华为介绍，这款快充电池最大的突破是采用新型分子结构的负极材料，其中有石墨分子结构。于是当年盛传Mate 8将使用石墨烯电池，但实际并未如此。
次年，华为实现了将研发成果落地。2016年12月5日，华为瓦特实验室在第57届日本电池大会上宣布推出业界首个高温长寿命“石墨烯基锂离子电池”，以石墨烯为基础的新型耐高温技术可以将锂离子电池上限使用温度提高10℃，使用寿命是普通锂离子电池的2倍。
不过，“石墨烯基锂离子电池”主要用于通信基站。华为当时称，在炎热地区使用石墨烯助力的高温锂离子电池的外挂基站工作寿命可达4年以上，将给通信基站的储能业务带来革新。此外，它也将助力电动车在高温环境下持久续航，以及无人机高温发热下的安全飞行。然而，这项技术与手机电池并无关系。
2018年10月16日，华为发布Mate 20系列手机。其中，经过数年时间研发，Mate 20 X配备的电池创造性地采用石墨烯+液冷散热组合系统，将芯片传导到后壳的热量均摊给整个背壳以达到整机均温散热的目的。这也是石墨烯技术自问世以来首次在智能手机上得到应用。
由此，石墨烯电池相关技术在实际应用中提升较为有限，“石墨烯电池”尚未能完全正名，并非像网络流传的那样是对锂离子电池的颠覆。但是，以技术水平来看，添加了石墨烯的锂电池已经达到了当前的研发及商用“极限”。
相比锂电池，“石墨烯电池”安全性大大提高，能量密度更高、占用空间更小、散热性更好等，不会因为温度升高而出现传统锂电池的发热、发烫、起火问题。智能手机电池技术的下一次革新，极大的希望被认为就在于石墨烯技术的应用。
值得一提，期待石墨烯电池的还有被续航里程困扰的新能源车企等。2014年，西班牙石墨烯创业公司Graphenano与科尔瓦多大学合作研究出全球首个石墨烯聚合材料电池。装配该电池的电动车最多能行驶1000公里，而其充电时间不到8分钟。但目前仍未有“石墨烯电池”车出现。
实际上，石墨烯电池的技术研发及商用还面临一些列问题。首先，石墨烯电池技术要从实验阶段到量产阶段，制备成本也一直居高不下。此前石墨烯价格高达5000元/克，比黄金还贵10几倍。目前，高纯石墨烯每克仍在1000元以上，高导电石墨烯价格在每克600元左右。
其次，石墨烯表面积过大，会对现有锂离子电池的分散均浆等工序带来一大堆工艺问题。国内还没有能够实现石墨批量化生产的企业或研究机构，多数企业只能小量生产石墨烯，所使用的生产技术多为氧化还原法，生产出的石墨烯溶液也存在很多技术上需要突破的问题。
目前，我国石墨烯产业规模已处于世界领先地位。据前瞻产业研究院发布的《石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》最新统计数据显示，预计2019年中国石墨烯市场规模将达560亿元，2022年中国石墨烯市场规模将达到2365亿元。
据不完全统计，现在国内已注册的与石墨烯产业相关的企业、研发机构近2万家，从业人员数百万人，并且都在不断增加。同时，我国关于石墨烯的专利申请量、论文发表量在全球位居总量第一。我国石墨烯产能及应用成果，在全球也属于第一方阵。
基于此，石墨烯技术概念在国内曾一度火热。但随着市场对石墨烯的认识不断深入，石墨烯产业尚处于产业化突破前期、不具备大规模工业化生产能力逐渐成为共识。2018年与石墨烯相关的企业股票也都表现欠佳，资本的热度开始减退，投资市场对石墨烯的认识趋于冷静。
不过，由于石墨烯技术被寄予厚望，相关概念股实际也随着形势“蠢蠢欲动”。2019年2月，三星被传出将在2020年发布“石墨烯电池”手机，此后 A股石墨烯板块在两个多月时间累计涨幅近50%；12月24日，华为的P40 Pro“乌龙消息”，则让石墨烯板块总市值全天上涨逾180亿元。