五月十三日，廣汽集團(tuán)新能源部門對(duì)外宣布，石墨烯電池量產(chǎn)研發(fā)工作將從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵻嚕衲甑讓⒃趶V汽新能源車系埃安部分車型上搭載相關(guān)石墨烯電池技術(shù)成果。

這也是繼比亞迪推出刀片電池之后，我國(guó)自主汽車品牌在電池領(lǐng)域關(guān)鍵性技術(shù)的又一次展示。

8分鐘電池可充電至85%

早在2014年，廣汽集團(tuán)研發(fā)部門就開啟了對(duì)石墨烯技術(shù)的研發(fā)。經(jīng)歷近6年探索，廣汽也逐步掌握了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三維結(jié)構(gòu)石墨烯（3DG）材料的制備和應(yīng)用技術(shù)。

2019年十一月，廣汽自主研發(fā)的基于三維結(jié)構(gòu)石墨烯（3DG）材料的“超級(jí)快充電池”正式對(duì)外公布。

據(jù)廣汽這次宣稱，石墨烯“超級(jí)快充電池”僅需8分鐘就可以將電池充電至85%，假如最終數(shù)據(jù)如實(shí)，充電時(shí)間與傳統(tǒng)燃油車的加油時(shí)間相當(dāng)，對(duì)新能源汽車電池也將是一場(chǎng)技術(shù)革命。

目前，世界范圍內(nèi)新能源汽車領(lǐng)域搭載最多的是磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池這兩種類型電池。

之所以新能源車價(jià)格比較昂貴，重要原因在于本身所使用電池比較昂貴，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一輛新能源汽車電池大概可占到整車費(fèi)用的40%，一輛20萬(wàn)的新能源汽車估計(jì)電池的價(jià)格在7萬(wàn)到8萬(wàn)。這也是近年來(lái)新能源汽車普遍比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車貴的原因。

同時(shí)，不管是磷酸鐵鋰離子電池、三元鋰離子電池或多或少都會(huì)存在如下幾大使用缺點(diǎn)：

溫度過(guò)低的情況下，嚴(yán)重影響續(xù)航里程。

充放電使用壽命低，導(dǎo)致車輛后期使用成本大大提升。

上面講過(guò)電池成本高，雖然經(jīng)過(guò)幾年發(fā)展磷酸鐵鋰離子電池、三元鋰離子電池已經(jīng)形成規(guī)模生產(chǎn)，制造成本已經(jīng)大幅下降，但售價(jià)仍然偏高。

電池體積大、重，會(huì)占用車內(nèi)大量空間，整車重量會(huì)相應(yīng)新增，續(xù)航里程也會(huì)降低。

穩(wěn)定性差，拿三元鋰離子電池舉例，三元鋰材料的化學(xué)反應(yīng)尤其強(qiáng)烈，一旦氧分子釋放，在高溫用途下電解液迅速燃燒，會(huì)出現(xiàn)劇烈爆燃。

充電時(shí)間長(zhǎng)，以特斯拉model3舉例：使用超充700km/hr，一般一個(gè)小時(shí)左右可以充滿，而家用220V的充電樁來(lái)充電時(shí)，將電充滿則長(zhǎng)達(dá)10至12小時(shí)左右。

基于現(xiàn)實(shí)存在問(wèn)題，真正意義超級(jí)電池問(wèn)世之前，電池問(wèn)題將會(huì)成為嚴(yán)重阻礙消費(fèi)者選擇新能源汽車道路上最大絆腳石，那么廣汽集團(tuán)此次宣布將要推出的石墨烯電池“超級(jí)快充電池”是不是意義上的超級(jí)電池？

為何石墨烯電池生而被熱捧？

2004年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)：安德烈.蓋姆和康斯坦丁·諾沃消洛夫兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，用一種非常簡(jiǎn)單的方法得到越來(lái)越薄的石墨薄片，他們從高定向熱解石墨中提取出石墨片，將薄片兩面粘在一種特殊膠帶上，撕開膠帶，就能把石墨片一分為二。如此不斷重復(fù)操作，石墨片會(huì)越來(lái)越薄，最后，得到了僅由一層碳原子構(gòu)成的薄片，這就是石墨烯。

在科學(xué)領(lǐng)域石墨烯被認(rèn)為對(duì)未來(lái)社會(huì)起到重大推動(dòng)用途，被譽(yù)為“新材料之王”，眾多科學(xué)家也預(yù)言它將“徹底改變21世紀(jì)”，二人也因此獲得2010年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

鑒于石墨烯材料的重要性，2017年，國(guó)家工信部制定《十三五材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》，也將石墨烯材料技術(shù)劃為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。

石墨烯材料因具備超高強(qiáng)度、超強(qiáng)導(dǎo)電性、超輕等特性，被認(rèn)為是提高電池充電速度、推動(dòng)動(dòng)力鋰電池技術(shù)進(jìn)步的重要材料。

石墨烯從誕生之初就不缺乏熱度，同時(shí)與新能源汽車電池緊密聯(lián)系在一起，在許多實(shí)驗(yàn)室中，石墨烯電池可把數(shù)小時(shí)的充電時(shí)間壓縮至不到一分鐘。在鋰離子電池內(nèi)添加石墨烯，可以很好降低電池?zé)崃浚畲笙薅壬蠝p少能量損失，防止了大量能量被浪費(fèi)，減少了熱量對(duì)電池的損害，進(jìn)而電池的使用壽命也會(huì)被大大提高。

石墨烯電池又稱“純金”打造的電池，在鋰離子電池內(nèi)添加石墨烯，生產(chǎn)成本極為昂貴，從已有數(shù)據(jù)可知石墨烯價(jià)格大約在2000元左右/克，這樣售價(jià)現(xiàn)階段根本無(wú)法大規(guī)模普及應(yīng)用，現(xiàn)在石墨烯電池僅用于特種航天這些不計(jì)成本行業(yè)。

目前，幾乎所有的新能源汽車石墨烯電池仍處于實(shí)驗(yàn)階段，沒有一款量產(chǎn)車型搭載上路使用。

接近石墨烯電池量產(chǎn)的三星也無(wú)后續(xù)消息

毫無(wú)疑問(wèn)，誰(shuí)能掌握石墨烯電池量產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，誰(shuí)就能成為第二個(gè)特斯拉汽車，從石墨烯誕生以來(lái)，許多個(gè)人或公司對(duì)石墨烯電池研究就從未停止。

作為韓國(guó)涉及業(yè)務(wù)范圍最廣的三星集團(tuán)，2017年十一月，據(jù)《韓國(guó)先驅(qū)報(bào)》披露，三星公司已開發(fā)出石墨烯電池技術(shù)，隨后三星對(duì)外證實(shí)確實(shí)在研發(fā)石墨烯球，并已成功申請(qǐng)專利，三星在當(dāng)時(shí)還稱：基于石墨烯材料的電池容量比目前市面上的電池高出45%，充電速度能提升到已有標(biāo)準(zhǔn)的5倍。

三星石墨烯球?qū)＠诋?dāng)時(shí)被認(rèn)為是足以引發(fā)電池革命創(chuàng)新，最有可能將石墨烯電池量產(chǎn)的公司，但時(shí)至今日也沒有更多有關(guān)三星石墨烯球量產(chǎn)報(bào)道。

菲斯克汽車，一度是最接近特斯拉的美國(guó)豪華電動(dòng)汽車制造商。因創(chuàng)始人亨德里克·菲斯克堅(jiān)持認(rèn)為只有石墨烯電池才是菲斯克未來(lái)儲(chǔ)能電池，最后因石墨烯電池高昂成本和量產(chǎn)等問(wèn)題，導(dǎo)致菲斯克汽車公司破產(chǎn)，2014年被我國(guó)萬(wàn)向集團(tuán)以1.492億美元的收購(gòu)價(jià)購(gòu)得，萬(wàn)向集團(tuán)將菲斯克汽車公司更名為現(xiàn)在的卡瑪汽車。

從誕生至今，石墨烯應(yīng)用在電池開發(fā)上已有十幾年歷史，以現(xiàn)有技術(shù)開發(fā)石墨烯，目前有兩個(gè)開發(fā)方向，一是導(dǎo)電劑，二是做電極嵌鋰材料。

2017年，比亞迪將石墨烯作為導(dǎo)電劑運(yùn)用至電池內(nèi)，大幅提升了鋰離子電池的效能，由于只是在鋰離子電池加上石墨烯技術(shù)，其本質(zhì)還是屬于鋰離子電池。至于廣汽集團(tuán)石墨烯“超級(jí)快充電池”會(huì)不會(huì)同樣采用在電池內(nèi)添加導(dǎo)電劑和用石墨烯作為電極嵌鋰材料，或者是其它新石墨烯電池技術(shù)，目前還沒有更多細(xì)節(jié)披露。

總結(jié)

相比芯片領(lǐng)域的高速發(fā)展，電池所要的材料學(xué)領(lǐng)域發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不了，甚至在電池技術(shù)上，許多人認(rèn)為是停滯不前，革命性突破非常困難，從上個(gè)世紀(jì)鎳鎘電池僅突破到現(xiàn)有的鋰離子電池技術(shù)，簡(jiǎn)單理解為電池僅新增一定的儲(chǔ)蓄電量。

按照國(guó)標(biāo)規(guī)定最大電壓750V，最大電流250A，廣汽新電池8分鐘就可以將電池充電至85%，以現(xiàn)有技術(shù)對(duì)電流控制技術(shù)要求無(wú)疑會(huì)非常苛刻。

這次廣汽集團(tuán)對(duì)外宣布的石墨烯“超級(jí)快充電池”到底是用黑科技引發(fā)電池革命，還是又一場(chǎng)止步于量產(chǎn)，停留于實(shí)驗(yàn)階段？到年底我們便能一探究竟。