"我們現(xiàn)在還在了解情況,正在求證西班牙這種電池的具體情況,如果確認(rèn)是這樣的,那確實(shí)是革命性的變化出來(lái)了."


    2014年12月26日,美國(guó)電動(dòng)汽車(chē)制造商特斯拉發(fā)布了兩年前停產(chǎn)的第一代車(chē)型Roadster的升級(jí)版,續(xù)航里程達(dá)到644公里,高出原版60%.


    電池技術(shù)的進(jìn)步,提升了特斯拉產(chǎn)品的性能.此前Roadster的續(xù)航里程是393公里.特斯拉CEO馬斯克稱,特斯拉的高性能石墨烯電池,相比目前的容量增長(zhǎng)近70%.


    英國(guó)科學(xué)家發(fā)明石墨烯10年后,在電池上的應(yīng)用獲得巨大突破.2014年12月初,西方媒體報(bào)道,西班牙Graphenano公司和西班牙科爾瓦多大學(xué)合作研發(fā)的石墨烯電池,一次充電時(shí)間只需8分鐘,可行駛1000公里.它被石墨烯研究者稱做"超級(jí)電池".


    "我們現(xiàn)在還在了解情況,正在求證西班牙這種電池的具體情況,如果確認(rèn)是這樣的,那確實(shí)是革命性的變化出來(lái)了."中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)李義春對(duì)記者稱.


    西班牙的"超級(jí)電池"很快將像特斯拉一樣應(yīng)用于汽車(chē)上,據(jù)西方媒體報(bào)道,它的擁有者12月在德國(guó)兩大汽車(chē)巨頭的汽車(chē)上進(jìn)行試驗(yàn),并在2015年第一季度生產(chǎn)上市使用.


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    石墨烯充電時(shí)間接近加油


    目前,全球汽車(chē)制造商使用的動(dòng)力電池主要使用鋰電池,以特斯拉為代表的鎳鈷鋁酸鋰電池(鈷酸鋰電池)、以比亞迪為代表的磷酸鐵鋰電池和以日本汽車(chē)為代表的錳酸鋰電池.


    這三類(lèi)電池以鈷酸鋰電池能量密度最高,但它在高溫下也最不穩(wěn)定;磷酸鐵鋰電池最穩(wěn)定,但能量密度最低.


    鋰離子電池技術(shù),已經(jīng)沉寂了20年沒(méi)有大的技術(shù)革新.一位研究動(dòng)力電池的專(zhuān)家稱,其最大的障礙在于,鋰離子電池功率密度有限,其大量能量無(wú)法快速接收或釋放.


    特斯拉升級(jí)版的Roadster3.0采用了改進(jìn)過(guò)的鋰電池,特斯拉沒(méi)有確認(rèn)是否加入了石墨烯.不過(guò),它的性能有大幅度的提升,恐怕只有石墨烯能做到.新改進(jìn)的18650型鋰電池的容量大幅度加大,6831節(jié)電池組數(shù)量沒(méi)有增加,但電池組的總?cè)萘繌?3kWh提高到了70kWh.


    據(jù)接受采訪的專(zhuān)家介紹,石墨烯的結(jié)構(gòu)可以改變鋰電池技術(shù)長(zhǎng)期沒(méi)有突破的障礙.石墨烯片材內(nèi)部結(jié)構(gòu)間隔擴(kuò)大,以允許更多的電解質(zhì)"潤(rùn)濕"及鋰離子電池中的鋰離子獲得高速率通道的性能.


    "石墨烯的特點(diǎn)是導(dǎo)電速度快,導(dǎo)電性能好,目前很多研究都在實(shí)驗(yàn),具體哪一塊很難說(shuō),不過(guò)縮短充電時(shí)間等是肯定的."李義春說(shuō).按照美國(guó)倫斯勒理工學(xué)院研究人員的預(yù)計(jì),石墨烯陽(yáng)極材料比如今鋰離子電池中慣用的石墨陽(yáng)極充電或放電速度快10倍.


    按照西班牙上述機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù),石墨烯也可能大幅度增加電池的容量."超級(jí)電池"參數(shù)顯示,其能量密度超過(guò)600wh/kg,是目前動(dòng)力鋰電池的5倍;使用壽命是目前鋰電池兩倍;其成本將比目前鋰電池降低77%.


    鋰電池傳統(tǒng)制造強(qiáng)國(guó)是日本和韓國(guó),在石墨烯電池上他們也正在搶奪技術(shù)先機(jī),韓國(guó)科學(xué)家早在去年11月就宣布,最新發(fā)明的石墨烯超級(jí)手機(jī)電池,可存儲(chǔ)與傳統(tǒng)電池等量的電量,但充電時(shí)間只需16秒.


    日本在電池技術(shù)上實(shí)行兩條路線并行,除了發(fā)展普通意義上的鋰電池,他們還研究燃料電池技術(shù),用特制的石墨烯材料替代鉑作為催化劑,來(lái)制造燃料電池車(chē)所需的氫燃料,獲得突破.


    目前石墨烯的研究總體上分兩塊:


    一是在傳統(tǒng)鋰電池上進(jìn)行應(yīng)用,目的是改進(jìn)、提升鋰電池的性能,這類(lèi)電池不會(huì)產(chǎn)生顛覆性的影響;


    二是依據(jù)石墨烯制造一個(gè)新體系的電池,它是一個(gè)嶄新系列的,在性能上是顛覆性的,稱作"超級(jí)電池".


    中國(guó)2015年量產(chǎn)石墨烯鋰電池


    中國(guó)新能源汽車(chē)推廣長(zhǎng)達(dá)5年,但效果并不理想.據(jù)工信部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2014年前11個(gè)月,我國(guó)新能源汽車(chē)?yán)塾?jì)生產(chǎn)5.67萬(wàn)輛,和2015年純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)?yán)塾?jì)產(chǎn)銷(xiāo)量力爭(zhēng)達(dá)到50萬(wàn)輛的目標(biāo)差距巨大.


    市場(chǎng)化艱難的主要原因,在于使用的便捷度上:一是,續(xù)航里程較低,消費(fèi)者普遍有里程焦慮;二是,充電設(shè)施不完善,充電不方便影響使用.


    在傳統(tǒng)的解決方案中,車(chē)企采用了先推廣混合動(dòng)力車(chē)型緩解里程焦慮,消費(fèi)者可以根據(jù)實(shí)際情況選擇用油或者用電;另一個(gè)角度,國(guó)家鼓勵(lì)大規(guī)模建設(shè)充電站和充電樁,緩解充電難.


    石墨烯超級(jí)電池的出現(xiàn),可能徹底改變現(xiàn)有的充電問(wèn)題.續(xù)航里程成倍增長(zhǎng),長(zhǎng)途出行的里程焦慮可能徹底打破.以西班牙的超級(jí)電池為例,1000公里的續(xù)航里程幾乎接近北京到上海的直線距離,遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)汽車(chē)一箱油的行駛距離.


    石墨烯充電速度提升,可以減少充電時(shí)間,宏觀上可以大范圍減少充電站和充電樁的需求.以目前全球領(lǐng)先地位的特斯拉ModelS85為例,其通過(guò)大功率的超級(jí)充電站充電,也要80分鐘才能充滿,車(chē)主等充電的時(shí)間仍然是一次煎熬.


    "超級(jí)電池10分鐘的充電時(shí)間,比加一次油時(shí)間長(zhǎng)一點(diǎn)點(diǎn),但續(xù)航里程比一箱油要長(zhǎng)很多,消費(fèi)者再也不會(huì)抱怨."一位汽車(chē)業(yè)內(nèi)人士分析稱.


    目前,油電混合動(dòng)力車(chē)被認(rèn)為是市場(chǎng)上最適合由燃油車(chē)過(guò)渡到電動(dòng)車(chē)的最好產(chǎn)品,而且這個(gè)過(guò)渡階段可能長(zhǎng)達(dá)15-20年,但電池材料的進(jìn)步可能推翻這種預(yù)判,甚至連純電動(dòng)車(chē)的普及也可能不需要那么長(zhǎng)時(shí)間.


    "超級(jí)電池"一旦大規(guī)模應(yīng)用到電動(dòng)車(chē)上,對(duì)整個(gè)行業(yè)將是顛覆性的."一些百年車(chē)企可能沒(méi)有這項(xiàng)技術(shù)而衰落,而一些只有十幾、二十年的車(chē)企,因?yàn)檎莆招虏牧霞夹g(shù),可能成為新的巨頭."


    李義春介紹說(shuō),目前國(guó)內(nèi)對(duì)石墨烯電池的研究進(jìn)展順利,一些高校研發(fā)團(tuán)隊(duì)和深圳的企業(yè)進(jìn)行合作,研究已經(jīng)進(jìn)入了中試階段,"預(yù)計(jì)2015年上半年就可能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),性能會(huì)有很多提升.比如,可以在不增加多少成本前提下,增加鋰電池的充放電次數(shù),提高電池安全性等."


    中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略聯(lián)盟,在2013年就已經(jīng)向國(guó)家各部委上報(bào)了多個(gè)石墨烯研發(fā)示范基地,無(wú)錫、重慶、南京、青島、常州等紛紛建立石墨烯產(chǎn)業(yè)示范基地.2014年12月,國(guó)家主席習(xí)近平親赴江蘇高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究院,調(diào)研石墨烯研發(fā)及參觀產(chǎn)品展示.