一、石墨烯電池即將實裝
白居易:「千呼萬喚始出來,猶抱琵琶半遮面。」
廣汽新能源昨日(2020年5月13日)聲明其石墨烯電池技術已經從實驗室走向實車,最先裝配石墨烯電池的將是廣汽新能源的埃安車型。
從公布的信息來看,廣汽採用三維結構石墨烯材料研發的超級快充電池業已完成電池包、電芯和模組的測試工作,並在整車中進行了充電測試,電池壽命和安全性都已達到實用標準。目前測試結果顯示只需要8分鐘就能充滿總電量的85%,這一充電時間已經和油車加油所需要的時間差不多。
如果消息屬實,毫無疑問這種可摺疊的快充石墨烯電池同時實現了快充、高能量密度和安全性的統一,將帶來儲能產業的飛速發展。
受到這個消息的影響,昨天A股石墨烯板塊大漲,多個石墨烯概念股漲停。
那麼石墨烯技術真的有這麼神奇嗎?
二、石墨烯技術
富蘭克林:「傾囊求知,無人能奪。投資知識,得益最多。」
石墨烯自從被發現以來就成為材料領域的科研熱點,之前媒體熱點報導的曹原同學就曾經在Nature上發表兩篇石墨烯的研究論文。
石墨是比銅鋁等金屬更好的導熱材料,是目前已知的導熱係數最高的材料。如何突破石墨烯材料的本身性能,同時降低製備成本,是其從實驗室走向應用的關鍵環節。
目前已知的製備和加工技術已經有許多種,比如氣相、液相法製備高質量單層石墨烯技術,還有最新發展出來的飛秒雷射加工技術等等。
筆者在2020年4月26日的Nature子刊Light: Science & Applications上見到過這種新技術的報導。
這項全稱為飛秒雷射等離子體光刻技術的新技術由中科院長春光學精密機械與物理研究所研製。利用這一技術可以實現在百納米厚的矽基氧化石墨烯薄膜表面的高質量微納周期結構快速製備。
這表明我國的確在石墨烯材料科學的研究上處於世界先進水平。
但僅從這些信息很難判斷石墨烯走向實用是否真實,畢竟每一個被熱炒的概念背後總會有真有假,往往伴隨許多誇大和蹭熱度的行為。
隨意舉幾個例子,四川的新金路集團據稱與中科院金屬研究所聯合開發電池級石墨烯技術,已通過成果鑑定。東旭光電去年發布石墨烯基叉車鋰離子電池新產品。大富科技布局石墨烯全產業鏈,擁有石墨礦,投產了年產30噸薄層石墨烯量產線。
這其中有哪些能夠最終推向市場並獲得商用的成功,我們依然不得而知。但石墨烯真的需要一個成功的商業化項目來證明自己了。
三、能否改變新能源汽車的發展局面?
劉向:「耳聞之不如目見之,目見之不如足踐之。」
今年以來,全球汽車產業遭受重大打擊。一方面受疫情影響,人們出行需求大幅萎縮,另一方面貿易戰和疫情導致的全球封國致使供應鏈斷裂。
而新能源汽車在其中尤其的慘。因為相比傳統油車,它還要面臨油價暴跌和補貼退坡的額外壓力。
但從國家最新的補貼政策來看,新能源汽車依然是未來受到國家力推的主流方向。也難怪無論是傳統造車企業、網際網路企業、還是房地產企業都一股腦的往裡面擠。
過去導致新能源汽車受到詬病的問題一般就是老三樣:安全性、續航和充電便捷度。
比亞迪之前發布的刀片電池就是針對前兩者的大幅提升,但充電便捷度不解決,新能源汽車的發展依然受限制。
我曾經詢問過身邊用新能源汽車的朋友,其最大的痛點號稱「充電憂鬱症」。看到裡程不足時就開始研究附近的充電樁在哪,而到了充電樁之後又要開始焦躁的等待。尤其是從油車轉新能源車的老司機,這種漫長的充電時間實在是難以忍受。
以至於部分新能源車企開始採用「換電池」策略,但可想而知這種高成本的門店鋪設只可能在大城市的某些區域布局,根本不可能在全國各地全面鋪開。
而能夠8分鐘基本充好的石墨烯電池從這個角度看,確實有著顛覆性的優勢。如果真能夠有充足的充電樁,未來新能源汽車有望轉為主流。
畢竟相比油車,新能源汽車無論是和5G及車聯網的契合度、還是對於環境保護的先天優勢,都不是燃油汽車能夠相比的。而這兩者,都是國家未來發展規劃中非常重要的組成部分。
但作為後期之秀,石墨烯電池在成本和穩定性上的具體信息我們還沒有看到,我相信剛走出實驗室的石墨烯電池技術不太可能在這兩方面超過之前的三元電池和鐵鋰刀片電池。石墨烯電池或許會是未來的電池,但想要成為新能源汽車的主流恐怕還有很多路要走。
作者介紹:明杭,80後理科博士,現於中國科學院西北生態環境資源研究院從事科研工作,歡迎關注點讚,留言交流。