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鋰離子電池加入石墨烯材料後，衝電、放電及導電比原來的電池快了 10 倍以上，可以達到 110-240V 民用電快充（15-25 分鐘衝滿），電池減少發熱及老化起火燃燒原因，增加電池幾倍壽命。
不過，要想將石墨烯技術融入電池產業，主要有兩個方向，一是作為導電新增劑，二是作為負極材料。
若將其作為負極材料，高成本則將是很大的壁壘。據分析，假如動力電池將石墨烯作為負極主材料，電動車造價將非常高，假如用作新增劑，則能接受其成本。
但若將其作為導電新增劑，其本質還是鋰電池。並且在常溫下，石墨烯也無法做到超導，與更廉價的新增劑相比，並沒有太多優勢。
此外，石墨烯電池也不是新技術，已在實驗室驗證多年，理論上對提高電池充電接受能力是有幫助的，但對其它效能的提高所起作用並不大。況且石墨烯製備工藝較為複雜，成本較常規的石墨，甚至被廣泛看好的矽負極都要高出很多，且保證石墨烯多批次穩定性的難度更大。
如何解決低成本高質量石墨烯製備、石墨烯堵塞鋰離子通道等問題成為石墨烯電池能否落地的重要問題。而要應用在量產車上，仍面臨諸多問題需要落地檢驗。
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