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一个石墨烯基有啥可美的 这小金佛是镀金不是纯金
电动生活 507浏览 2021-01-18
最近“1000公里石墨烯‘基’电池”被吵得沸沸扬扬,我在若干车友微信群里都被@了这个问题,而且好像炒股的朋友更关注这个话题,甚至不让我荐车,直接让我荐股了,作孽啊。

原本我想把这篇文章写的稍微科普一些,从历史、原理、技术、细节等方面详细描述一下。转念一想不对啊!但凡这帮人有这涨知识的心,就不会被那个什么“石墨烯基”蛊惑了。所以,本文将从“不科普”的角度,来聊聊这件匪夷所思的事儿。
此小金佛非彼小金佛
石墨烯基就是石墨烯电池?那纯金和镀金也是一回事儿呗?蹲路边把镀金小佛当纯金的卖,我TM还用苦兮兮的内容创业?我早马尔代夫买小岛去了。

先说清楚:石墨烯基和石墨烯别看就差一个“基”字,两者千差万别。传说中的石墨烯电池到目前为止,整个地球上没有任何一家企业、研究机构乃至个人,将可以脱离实验室环境的石墨烯电池样品拿出来进行商品化。而要说石墨烯电池的“热度”,在2016年前后就已经有过一波高潮了。
我曾在2016年去过宁德时代的研究院,跟负责电池研发的几位工程专家交流了大半天的时间,其中就包括石墨烯电池的技术探讨。当时我得到的信息是,这东西非常不稳定,虽然在实验室里以非常严苛的环境能够实现部分功能,但根本离不开实验室,商品化更是不可能。按照目前的研发进度,10年时间能够商品化,就已经可以诺贝尔拿奖金去了。事后我也去过另外几个电池厂的研发中心问过,干脆都没给石墨烯电池立项。

这次的广汽声称的是石墨烯基电池,而不是什么石墨烯电池。简单来说,就是在现有电池的现有结构上加上了石墨烯预涂层,提高了导电性能。既没有改变现有电池的结构,也没有改变现有电池的成分。
而传说中的石墨烯电池,则是指石墨烯作为电池的主体材料,替代目前的三元锂或磷酸铁锂等主材。
如果看不懂,那我一句话让你明白:石墨烯电池是纯金,石墨烯基电池是镀金。大家心目中都喜欢纯金的小佛可惜买不到,结果突然有一天广汽突然大喊一声“老子要出小金佛啦!”结果就在大家弹冠相庆的时候才发现,原来是TM镀金的,不是纯金的。广汽一脸无辜“我没撒谎啊,是小金佛啊”。你说可气不可气?

不过话说回来,大家吹牛吹多了,怎么就广汽这次变成了大头?和某位院士那句:“如果某一位说,既能跑1000公里,又能几分钟充完电,而且还特别安全,成本还非常低,大家不用相信,因为是不可能的”有关。
院士那句话也不必过分在意
虽然说此位院士的行业地位举足轻重,算是大咖级的人物,但从不迷信权威的我其实对这句话也并不买账,因为他把技术和市场这两件事混在一起了。
如果从技术的角度来说,1000公里不就是电池包足够大么?2、3块蔚来的100度电池包就能实现理论1000公里的续航。单从市场的角度来说,成本评估是否划算?车体如何装的下?诸如此类的问题太多了。
从技术角度来说,几分钟充完电这事儿并不稀奇,不就是5C、6C的充电么?几乎现成的东西。但从市场的角度来说,如此快充的速度,电池的电量多大?寿命如何?成本如何?
从技术的角度来说,特别安全这事儿就不存在,因为这不是技术问题,而是哲学问题。哲学家说过,绝对特别的事情本身就不存在。但从市场的角度来说,只要在寿命周期内正常使用不出问题,或者没有造成重大损失,就是可以接受的。
从技术的角度来说,成本特别低这事儿从来不是优先考虑的问题。但从市场角度来说,成本绝对是第一考量要素,汽车厂家办的是企业,研发也是围绕商业来运行。只存在于实验室的研发那是大学才会干的事情。
所以,院士老师把几个互相矛盾的点混在一起,然后又把技术和市场两个不同的角度拧在了一起,所以这句话看起来绝对没毛病,但说跟没说一个样。
写到这里,我觉得大部分来看“情绪派”的读者应该已经满意了,后面我就稍微理性一些,给“科普派”读者一些有意义的内容。
吹牛不上天 还能做朋友
广汽所谓“石墨烯电池”说法并不准确,但并非造谣,就像镀金也是金的意思一样。石墨烯基是将石墨烯作为“硅基复合负极材料技术”,作为电池负极材料中的导电添加剂来使用。虽然没有公布具体比例,但从鹏辉能源注册专利的一些数据可以得到佐证:“在锂电池中加入1%-5%的石墨烯作为导电剂,电池能量密度可达200Wh/kg以上,充放电倍率能够达到6C以上,以6C至10C的倍率充放循环1400次之后,电池的容量保持在95%以上”。或许从以上数据可以看到“充电8分钟、续航1000公里”的一些数据支撑。

至于电池在快充时的发热问题,肯定是需要有相应的冷却系统相配套,而这一部分也是整车厂的技术优势和经验积累。因此广汽说这套能够装车的技术是“自主研发”也不算框外。符合广汽多年来一贯的“吹牛不上天,还能做朋友”的宣传套路。
亩产十万斤 不是第一次了
如果说石墨烯电池这个“亩产十万斤”是老谣,那这已经不是第一次了。早在2014年一个名为石墨纳米的西班牙公司(Graphenano)就号称联合大学研究室,研发出全球首个石墨烯聚合材料的电池。
当年号称能量密度600wh/kg,而且充电速率达到6C,寿命是同期锂电池的两倍以上……看着是不是眼熟?可惜这个NB的石墨烯电池至今还只存在于实验室的温箱中,一步都离不开。而中国也早在2015和2016年热炒过一轮石墨烯概念,也就有了2016年我这宁德与宁德时代电池研发工程师的讨论和交流。
广汽并非单纯放卫星 也有积极的一面
如果说广汽这次是单纯的放卫星,那也有些冤枉他了。无论是对产业还是普通消费者,还有非常积极的一面。
首先是电芯的能量密度。硅是目前比容量最高的锂离子电池负极材料,远超石墨类负极材料十余倍,如果广汽成功将纳米硅引入锂电池的负极中,理论上的确可以提高锂电池的能量密度。

目前比亚迪刀片电池的电芯能量密度接近170Wh/kg,而宁德时代当家NCM 811软包电芯的能量密度达到300Wh/kg,方壳也有270Wh/kg的程度。而广汽石墨烯基的电池据称也将拥有280Wh/kg左右的能量密度,如果成本控制得当的话,对降低长续航车的成本会起到很大的作用。
同时,6C电芯的快充能力虽然不可能等同于装车后的充电速度,无论是系统还是外部电桩目前都还没有完全准备好,但至少充电速度方面,电池将不再是瓶颈。快速充电对纯电动车的用户来说,可以极大提高用车感受。
这些石墨烯基电池的特点,其实与研发当中的固态电池有很多相似之处,但真正的固态电池至少还有5年左右的时间才能商业化量产,目前提到的固态电池基本上都还是“半固态电池”。而如果真如广汽所言,石墨烯基电池即将量产装车,那么和固态电池相比,领先了足足四年的优势,这可是非常惊人的。
至于有人怀疑广汽“拔苗助长”,我关注了一下相关专利,从广汽注册石墨烯基电池的相关专利时间倒推来看,其核心专利技术至少2018年底就已经成型,而直到2021年1月才正式推出,估计是在量产商业化方面也有了进步,至少可以装在几台车上跑跑看了。
总结
鉴于广汽近一段时间来在广宣方面的“迷之操作”,再加海报上画的石墨烯基电池描绘得云里雾里,让人一时难以分辨真假。正所谓是骡子是马拉出来溜溜,别光出海报,也拉几台车出来一跑平众议。耳听为虚,眼见为实,在看到实车之前,还是建议各位谨慎乐观,避免盲目相信。

最后提醒一下广汽的美工,咱稍微有点常识用点心行不?电池枪击实验这事没亲眼得见,所以不好评价啥。但我很明确一点:子弹打出枪膛之后,没有说带着完好无损的弹壳一起飞出来的。
 
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