近年來，純電動汽車的快充技術不斷髮展，“1個小時充滿80%的電量”“30分鐘充滿80%電量”“20分鐘充滿80%電量”……未來的3~5年，純電動汽車只要充電5分鐘就能充滿80%電量，大約能行駛300公里。
被稱為“黑金”的石墨烯，在實驗室的研發近年有了突破性的進展。汽車電池電芯加入石墨烯後，充放電效率會有顯著的提升。專家表示，石墨烯在汽車電池上應用，填補了石墨烯高端應用的空白。而這種基於“電池+石墨烯”的快充技術不會停留在實驗室，短則三年，長則五年便將走進市場，搭載在新能源汽車上。
那麼，石墨烯這個被譽為“能徹底改變21世紀的黑科技”是如何運用在電池的快速充放電上？
純電動汽車改變人們的出行，而快充則會改變現有的純電出行模式。續航里程一直被認為是純電動汽車最重要的指標之一，但這也許不再是唯一。“電池+石墨烯”將改變純電的快充時間，這也將釋放純電動汽車更大的潛力。
將電池和石墨烯結合起來，是近十年才陸續開展相關的研究。據專家介紹，電池的諸多性能指標當中，能量密度排在首位，直接決定續航里程，而續航里程的長短與消費者購買意願成正比。一開始，石墨烯電池就是奔著提升能量密度去研發的。不能說沒有收穫，加入石墨烯之後，電池能量密度能提升5%~10%。但再往上，難以再有突破。這與研究人員最初預期20%~30%的能量密度大相徑庭。
石墨烯只是一種添加劑。石墨烯與電池的關係，就像是調味料與菜品原料之間的關係。炒菜時，放點雞精，可以提鮮，但不能放多，放多了，菜反而不好吃了。同樣道理，在提升能量密度上，起到決定作用的還是電池本體，而非石墨烯這個添加劑，不能因為電池應用了石墨烯材料，就稱之為‘石墨烯電池’，更為準確的說法是‘電池+石墨烯’”。市場對石墨烯電池的追捧，已經超過其實際的技術水平，存在一定的泡沫。
新能源汽車電池快充時間的縮短，會直接改變現有的純電出行模式：續航里程重要，但不再是唯一。純電動汽車綜合續航里程只有400公里，當電量耗盡時，找到快充電樁，5分鐘就能夠充滿電。與汽油車2~3分鐘的加油時間相比，5分鐘的快充時間仍然比較長，但比起目前30~60分鐘的平均快充時間，已經快上許多。
除了快速充放電，由於具備良好的導熱性能，石墨烯能夠提升電池的散熱效果；載流子遷移率決定電導率，較快的載流子遷移率能提升元器件的工作速度；由於導電性能好，石墨烯還可以提升電池的功率密度。
目前，在汽車電池領域，鋰電池仍然是霸主。而根據材料不同，還分為磷酸鐵鋰、鈦酸鐵鋰以及三元鋰電池。市面上幾乎所有新能源汽車都內置這三類電池，無論是新能源汽車企業的翹楚特斯拉，還是當前新能源汽車領軍者的比亞迪，都在這個“局”中。
隨著新能源汽車的全面提速，三種技術路線之間的淘汰賽已經分出勝負，磷酸鐵鋰和鈦酸鐵鋰逐漸掉隊，三元鋰電池單獨領跑。
石墨烯的加入，儘管不能在短時間內作為單一的品類徹底顛覆鋰電池。但作為一種添加劑和催化劑，還是能夠改變電池領域的現有格局，讓磷酸鐵鋰看到逆襲希望。公開資料顯示，國軒高科擬將“青島國軒年產3億Ah高比能動力鋰電池產業化項目”調整為“青島國軒年產2Gwh高比能動力鋰電池項目”。產品類型由三元電池調整為磷酸鐵鋰電池。在近期接受投資者的調研過程中，國軒高科更表達了自己對磷酸鐵鋰電池應用前景的看法，隨著技術不斷迭代，其認為未來磷酸鐵鋰市場應用空間依舊非常廣闊。
在石墨烯領域，國內和國外企業採取不同的策略。國外是先投入大量資金進行基礎研發，隨後再尋求應用。
來自中國經濟信息社發佈的《2016-2017中國石墨烯發展年度報告》顯示2016年以來，中國石墨烯企業爆發式增長，年新增企業超過700家，但在具體應用上，過於粗放，大材小用。石墨烯真正能夠發揮作用的應該是能充分利用其“輕、薄、柔”等結構特點的場合，或在微納芯片、光電子等核心器件裡。
專家表示，石墨烯在汽車電池上應用，填補了石墨烯高端應用的空白。種種跡象表明，在“電池+石墨烯”上，中國處於世界的最前端，而廣州又走在中國的前列。這不僅因為中國是全球最大汽車市場，同時也是最大新能源汽車市場，市場和消費需求擺在那裡。
走出“能量密度”的誤區之後，近年來石墨烯在電池實驗室的研發就陸續有了進展。華為將石墨烯應用在手機電池上，主要側重散熱，發揮石墨烯優秀的導熱性能。比亞迪使用石墨烯，用於提升汽車電池的功率密度。功率密度和能量密度是截然不同的指標，前者決定純電動車百公里加速度，後者決定純電動車的續航里程。而毛文峰和他的團隊，將主要研究方向聚焦在快速充放電上，也就是提升電池的充放電速率。“不能簡單地換算，但在實驗室裡，電池電芯加入石墨烯後，充放電效率會有顯著的提升。”
當然，這其中也存在巨大的變數。變數不僅來自技術本身，還有需要進一步提升的可靠性和安全性，同時還受到其他因素掣肘，包括但不限於配套電池企業的生產水平，生產出來電池的一致性、快充充電樁和充電網絡的硬件支撐、電池管理系統、電池的散熱性能等。
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