自21世紀以降，世人最耳熟能詳、覺得最酷炫的神奇材料─石墨烯(Graphene)毋庸置疑堪稱第一人。若要細數石墨烯其背後物理學的涵義，除非你很閒，不然強烈建議不要沒事找事做。
我們尋常人可以這樣理解石墨烯：首先，石墨就像是義美夾心酥，由一層一層的餅乾疊了幾千幾萬層疊起來；而石墨烯，就是那一層一層的餅乾。差別只在於這層餅乾的厚度，僅僅為一個原子厚，你看都看不見。
想當然爾，這世界上一定會有某些科學家把腦筋動到這個材料上，近幾年，石墨烯的應用主要在電池和複合材料領域，我們今天就只談動力電池這個應用領域，也就是用在電動車上的石墨烯電池。
石墨烯電池到底是黑科技還是炫技？答案是炫技的成分比較高。我們來從材料特性和技術的角度，破解三個關於石墨烯電池流傳已久的環保流言。
環保流言一：石墨烯電池是21世紀神奇材料、新材料之王，有了它現有動力電池的問題將一次解決
讓我們親手終結這個流言吧，因為所謂的石墨烯電池，仍然是以鋰離子當作儲存和傳遞能量的媒介，因此持平來說，石墨烯電池還是鋰電池。
前篇文章《如何判斷電池技術大突破是世紀大騙局還是真革命？》我們有提到，目前鋰電池根據正極材料的種類，大體上可以分成三大類：鈷酸鋰(LCO)、磷酸鐵鋰(LFP)與三元材料(NMC)。那麼石墨烯是哪一類？
石墨烯並非傳統定義上的正極材料，或是說並不取代現有的正極材料，石墨烯其實是鋰電池的微量添加劑。要知道，沒有上述的正極材料在儲鋰位與脫鋰位之間的化學位勢變化，空有鋰離子的遷移也沒有用，能量無法有效被儲存。
重複一次：微量添加劑。
實務上，因為正極材料通常是以粉體的方式存在，因此鋰電池製造商需把正極材料固定在基材(鋁箔)，此時需要加入一些「膠水」才能讓這些粉體黏在基材而不會掉下來。好死不死，加入這些「膠水」後整個正極會變得不太導電，而不太導電的電池是無法有效率儲存電能的。
因此我們通常會添加一些助導劑，用以維持整個正極的導電度。傳統而言，我們使用導電碳黑等作為助導劑，石墨烯就是拿來PK這些傳統的導電碳黑，奈米碳管等其實也是，所以不是什麼材料之王，不過是很重要的配角。
環保流言二：石墨烯電池充電比加油還快，10分鐘不到就可充飽電
其實無論哪種鋰電池都可以做所謂的快充放，什麼3分鐘、5分鐘、10分鐘充電，鋰電池也不會因此爆炸或是毀滅，大家都做得到，又不是只有石墨烯電池可以，問題是效能。
因為使用不同速率充放電，鋰電池的有效容量也會跟著改變。這跟電池內部的動力學有關。用大電流充放電，電池的容量就會往下掉。一般來說，從慢充(充電10小時，0.1C充電)變成快充(充電6分鐘，10C充電)，容量大概會衰減7~8成，變成原來的20~30%。 （相關報導： 為何3C產品幾乎都使用鋰電池？他道出判斷電池技術潛能的6大原則，鋰電池實在太神啦 ｜ 更多文章 ）
這時配角的價值就出來了！根據技術報告（註一）指出，石墨烯的添加可以有效提升充放電的效能。添加少量的石墨烯，則容量可以維持原來慢充的70~90%，相形之下可以用的容量確實大幅提升！當然，要達到真正所謂的充飽（=100%），是不大可能如此理想，因為在最後的5~10%，充電速度會異常地慢，實務上這段是恆壓充電段，一般我們稱之為涓流充電。你想的沒錯，就是涓涓細流的意思。這是目前所有電池的特性，因此無論是特斯拉還是保時捷宣稱的超快充，事實上都只會是在某一個充電區間（比如20~60%）內才真的充得快。
