最近「1000公裡石墨烯『基』電池」被吵得沸沸揚揚,我在若干車友微信群裡都被@了這個問題,而且好像炒股的朋友更關注這個話題,甚至不讓我薦車,直接讓我薦股了,作孽啊。
原本我想把這篇文章寫的稍微科普一些,從歷史、原理、技術、細節等方面詳細描述一下。轉念一想不對啊!但凡這幫人有這漲知識的心,就不會被那個什麼「石墨烯基」蠱惑了。所以,本文將從「不科普」的角度,來聊聊這件匪夷所思的事兒。
此小金佛非彼小金佛
石墨烯基就是石墨烯電池?那純金和鍍金也是一回事兒唄?蹲路邊把鍍金小佛當純金的賣,我TM還用苦兮兮的內容創業?我早馬爾地夫買小島去了。
先說清楚:石墨烯基和石墨烯別看就差一個「基」字,兩者千差萬別。傳說中的石墨烯電池到目前為止,整個地球上沒有任何一家企業、研究機構乃至個人,將可以脫離實驗室環境的石墨烯電池樣品拿出來進行商品化。而要說石墨烯電池的「熱度」,在2016年前後就已經有過一波高潮了。
我曾在2016年去過寧德時代的研究院,跟負責電池研發的幾位工程專家交流了大半天的時間,其中就包括石墨烯電池的技術探討。當時我得到的信息是,這東西非常不穩定,雖然在實驗室裡以非常嚴苛的環境能夠實現部分功能,但根本離不開實驗室,商品化更是不可能。按照目前的研發進度,10年時間能夠商品化,就已經可以諾貝爾拿獎金去了。事後我也去過另外幾個電池廠的研發中心問過,乾脆都沒給石墨烯電池立項。
這次的廣汽聲稱的是石墨烯基電池,而不是什麼石墨烯電池。簡單來說,就是在現有電池的現有結構上加上了石墨烯預塗層,提高了導電性能。既沒有改變現有電池的結構,也沒有改變現有電池的成分。
而傳說中的石墨烯電池,則是指石墨烯作為電池的主體材料,替代目前的三元鋰或磷酸鐵鋰等主材。
如果看不懂,那我一句話讓你明白:石墨烯電池是純金,石墨烯基電池是鍍金。大家心目中都喜歡純金的小佛可惜買不到,結果突然有一天廣汽突然大喊一聲「老子要出小金佛啦!」結果就在大家彈冠相慶的時候才發現,原來是TM鍍金的,不是純金的。廣汽一臉無辜「我沒撒謊啊,是小金佛啊」。你說可氣不可氣?
不過話說回來,大家吹牛吹多了,怎麼就廣汽這次變成了大頭?和某位院士那句:「如果某一位說,既能跑1000公裡,又能幾分鐘充完電,而且還特別安全,成本還非常低,大家不用相信,因為是不可能的」有關。
院士那句話也不必過分在意
雖然說此位院士的行業地位舉足輕重,算是大咖級的人物,但從不迷信權威的我其實對這句話也並不買帳,因為他把技術和市場這兩件事混在一起了。
如果從技術的角度來說,1000公裡不就是電池包足夠大麼?2、3塊蔚來的100度電池包就能實現理論1000公裡的續航。單從市場的角度來說,成本評估是否划算?車體如何裝的下?諸如此類的問題太多了。
從技術角度來說,幾分鐘充完電這事兒並不稀奇,不就是5C、6C的充電麼?幾乎現成的東西。但從市場的角度來說,如此快充的速度,電池的電量多大?壽命如何?成本如何?
從技術的角度來說,特別安全這事兒就不存在,因為這不是技術問題,而是哲學問題。哲學家說過,絕對特別的事情本身就不存在。但從市場的角度來說,只要在壽命周期內正常使用不出問題,或者沒有造成重大損失,就是可以接受的。
從技術的角度來說,成本特別低這事兒從來不是優先考慮的問題。但從市場角度來說,成本絕對是第一考量要素,汽車廠家辦的是企業,研發也是圍繞商業來運行。只存在於實驗室的研發那是大學才會幹的事情。
所以,院士老師把幾個互相矛盾的點混在一起,然後又把技術和市場兩個不同的角度擰在了一起,所以這句話看起來絕對沒毛病,但說跟沒說一個樣。
寫到這裡,我覺得大部分來看「情緒派」的讀者應該已經滿意了,後面我就稍微理性一些,給「科普派」讀者一些有意義的內容。
吹牛不上天 還能做朋友
廣汽所謂「石墨烯電池」說法並不準確,但並非造謠,就像鍍金也是金的意思一樣。石墨烯基是將石墨烯作為「矽基複合負極材料技術」,作為電池負極材料中的導電添加劑來使用。雖然沒有公布具體比例,但從鵬輝能源註冊專利的一些數據可以得到佐證:「在鋰電池中加入1%-5%的石墨烯作為導電劑,電池能量密度可達200Wh/kg以上,充放電倍率能夠達到6C以上,以6C至10C的倍率充放循環1400次之後,電池的容量保持在95%以上」。或許從以上數據可以看到「充電8分鐘、續航1000公裡」的一些數據支撐。
至於電池在快充時的發熱問題,肯定是需要有相應的冷卻系統相配套,而這一部分也是整車廠的技術優勢和經驗積累。因此廣汽說這套能夠裝車的技術是「自主研發」也不算框外。符合廣汽多年來一貫的「吹牛不上天,還能做朋友」的宣傳套路。
畝產十萬斤 不是第一次了
如果說石墨烯電池這個「畝產十萬斤」是老謠,那這已經不是第一次了。早在2014年一個名為石墨納米的西班牙公司(Graphenano)就號稱聯合大學研究室,研發出全球首個石墨烯聚合材料的電池。
當年號稱能量密度600wh/kg,而且充電速率達到6C,壽命是同期鋰電池的兩倍以上……看著是不是眼熟?可惜這個NB的石墨烯電池至今還只存在於實驗室的溫箱中,一步都離不開。而中國也早在2015和2016年熱炒過一輪石墨烯概念,也就有了2016年我這寧德與寧德時代電池研發工程師的討論和交流。
廣汽並非單純放衛星 也有積極的一面
如果說廣汽這次是單純的放衛星,那也有些冤枉他了。無論是對產業還是普通消費者,還有非常積極的一面。
首先是電芯的能量密度。矽是目前比容量最高的鋰離子電池負極材料,遠超石墨類負極材料十餘倍,如果廣汽成功將納米矽引入鋰電池的負極中,理論上的確可以提高鋰電池的能量密度。
目前比亞迪刀片電池的電芯能量密度接近170Wh/kg,而寧德時代當家NCM 811軟包電芯的能量密度達到300Wh/kg,方殼也有270Wh/kg的程度。而廣汽石墨烯基的電池據稱也將擁有280Wh/kg左右的能量密度,如果成本控制得當的話,對降低長續航車的成本會起到很大的作用。
同時,6C電芯的快充能力雖然不可能等同於裝車後的充電速度,無論是系統還是外部電樁目前都還沒有完全準備好,但至少充電速度方面,電池將不再是瓶頸。快速充電對純電動車的用戶來說,可以極大提高用車感受。
這些石墨烯基電池的特點,其實與研發當中的固態電池有很多相似之處,但真正的固態電池至少還有5年左右的時間才能商業化量產,目前提到的固態電池基本上都還是「半固態電池」。而如果真如廣汽所言,石墨烯基電池即將量產裝車,那麼和固態電池相比,領先了足足四年的優勢,這可是非常驚人的。
至於有人懷疑廣汽「拔苗助長」,我關注了一下相關專利,從廣汽註冊石墨烯基電池的相關專利時間倒推來看,其核心專利技術至少2018年底就已經成型,而直到2021年1月才正式推出,估計是在量產商業化方面也有了進步,至少可以裝在幾臺車上跑跑看了。
總結
鑑於廣汽近一段時間來在廣宣方面的「迷之操作」,再加海報上畫的石墨烯基電池描繪得雲裡霧裡,讓人一時難以分辨真假。正所謂是騾子是馬拉出來溜溜,別光出海報,也拉幾臺車出來一跑平眾議。耳聽為虛,眼見為實,在看到實車之前,還是建議各位謹慎樂觀,避免盲目相信。
最後提醒一下廣汽的美工,咱稍微有點常識用點心行不?電池槍擊實驗這事沒親眼得見,所以不好評價啥。但我很明確一點:子彈打出槍膛之後,沒有說帶著完好無損的彈殼一起飛出來的。