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8分鐘可充電至85%,廣汽石墨烯電池是技術(shù)革命還

時間:2020-07-21 18:02來源:網(wǎng)絡(luò)整理 瀏覽:
5 月 13 日,廣汽集團(tuán)新能源部門對外宣布,石墨烯電池量產(chǎn)研發(fā)工作將從實驗室走向?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
8分鐘可充電至85%,廣汽石墨烯電池是技術(shù)革命還是營銷?

5 月 13 日,廣汽集團(tuán)新能源部門對外宣布,石墨烯電池量產(chǎn)研發(fā)工作將從實驗室走向?qū)嵻?,今年底將在廣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,中國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 11 月,廣汽自主研發(fā)的基于三維結(jié)構(gòu)石墨烯(3DG)材料的“超級快充電池”正式對外公布。

據(jù)廣汽這次宣稱,石墨烯“超級快充電池”僅需 8 分鐘就可以將電池充電至 85%,如果最終數(shù)據(jù)如實,充電時間與傳統(tǒng)燃油車的加油時間相當(dāng),對新能源汽車電池也將是一場技術(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電池和三元鋰電池這兩種類型電池。

之所以新能源車價格比較昂貴,主要原因在于本身所使用電池比較昂貴,據(jù)統(tǒng)計,一輛新能源汽車電池大概可占到整車費用的 40%,一輛 20 萬的新能源汽車估計電池的價格在 7 萬到 8 萬。這也是近年來新能源汽車普遍比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車貴的原因。

同時,不管是磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池或多或少都會存在如下幾大使用缺點:

溫度過低的情況下,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。

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

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

穩(wěn)定性差,拿三元鋰電池舉例,三元鋰材料的化學(xué)反應(yīng)尤其強(qiáng)烈,一旦氧分子釋放,在高溫作用下電解液迅速燃燒,會產(chǎn)生劇烈爆燃。

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

基于現(xiàn)實存在問題,真正意義超級電池問世之前,電池問題將會成為嚴(yán)重阻礙消費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“超級快充電池”是不是意義上的超級電池?

8分鐘可充電至85%,廣汽石墨烯電池是技術(shù)革命還是營銷?

為何石墨烯電池生而被熱捧?

2004 年,英國曼徹斯特大學(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),用一種非常簡單的方法得到越來越薄的石墨薄片,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,石墨片會越來越薄,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)為對未來社會起到重大推動作用,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。

鑒于石墨烯材料的重要性,2017 年,國家工信部制定《十三五材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》,也將石墨烯材料技術(shù)劃為重點發(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、推動動力電池技術(shù)進(jìn)步的重要材料。

石墨烯從誕生之初就不缺乏熱度,同時與新能源汽車電池緊密聯(lián)系在一起,在許多實驗室中,石墨烯電池可把數(shù)小時的充電時間壓縮至不到一分鐘。在鋰電池內(nèi)添加石墨烯,可以很好降低電池?zé)崃?,最大限度上減少能量損失,避免了大量能量被浪費,減少了熱量對電池的損害,進(jìn)而電池的使用壽命也會被大大提高。

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

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

8分鐘可充電至85%,廣汽石墨烯電池是技術(shù)革命還是營銷?

接近石墨烯電池量產(chǎn)的三星也無后續(xù)消息

毫無疑問,誰能掌握石墨烯電池量產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù),誰就能成為第二個特斯拉汽車,從石墨烯誕生以來,許多個人或公司對石墨烯電池研究就從未停止。

作為韓國涉及業(yè)務(wù)范圍最廣的三星集團(tuán),2017 年 11 月,據(jù)《韓國先驅(qū)報》披露,三星公司已開發(fā)出石墨烯電池技術(shù),隨后三星對外證實確實在研發(fā)石墨烯球,并已成功申請專利,三星在當(dāng)時還稱: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)的企業(yè),但時至今日也沒有更多關(guān)于三星石墨烯球量產(chǎn)報道。

菲斯克汽車,一度是最接近特斯拉的美國豪華電動汽車制造商。因創(chuàng)始人亨德里克·菲斯克堅持認(rèn)為只有石墨烯電池才是菲斯克未來儲能電池,最后因石墨烯電池高昂成本和量產(chǎn)等問題,導(dǎo)致菲斯克汽車公司破產(chǎn),2014 年被中國萬向集團(tuán)以 1.492 億美元的收購價購得,萬向集團(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,由于只是在鋰電池加上石墨烯技術(shù),其本質(zhì)還是屬于鋰電池。至于廣汽集團(tuán)石墨烯“超級快充電池”會不會同樣采用在電池內(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,電池所需要的材料學(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,從上個世紀(jì)鎳鎘電池僅突破到現(xiàn)有的鋰電池技術(shù),簡單理解為電池僅增加一定的儲蓄電量。

按照國標(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)對電流控制技術(shù)要求無疑會非??量?。

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

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