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？
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。
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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