1 月 17 日,广汽埃安新能源汽车有限公司总经理古惠南回应外界对其 1000 公里续航里程车辆的质疑。

 

在此前一天,中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高在发言中表示:“如果某一位说,它既能跑 1000km,又能几分钟充完电,而且还特别的安全,成本还特别低,那大家不要相信,因为这在目前是不可能的。”

 

古惠南强调对院士的话不要理解偏了:“欧阳院士的原话是既能跑 1000 公里,又能快充,还要便宜,这是不可能的,大家忘了那个便宜。”古惠南认为,目前电池可以承受 8 分钟充满 1000 公里,但要解决充电桩的问题,在过去就算有充电桩,电池也无法承受,因此不能把技术问题和推广运营的问题混为一谈。

 

此外古惠南指出,要聚焦解决汽车电动化五大“痛点”问题——续航、充电、成本、残值、安全。目前主流电动车续航里程已达到 600 公里以上,里程焦虑不再是核心问题,但解决冬季续航顾虑是当前重点问题;三元、铁锂材料电池技术并行发展促进成本快速下降,但安全方面电池技术是车企未来重点攻关领域;同时充电便利性难题亟待解决、L3 自动驾驶相关法规有待完善;产业聚焦“软件定义汽车”,却忽略了核心硬件的重要性。

 

事实上,自 2014 年起,广汽集团就开始了对石墨烯技术的研发。2020 年 5 月,广汽埃安方面称,基于广汽集团三维结构石墨烯材料而研发的“超级快充电池”已经完成电芯、模组、电池包样件的测试工作,并搭载整车进行了装车大功率充电测试,电池寿命和安全性均已达到使用标准。

 

据了解,石墨烯应用在电池上,主要有两个方向:一是做导电剂,二是做电极嵌锂材料。“无论是石墨烯在电池中作为主材料还是添加剂,都可以改善电池导电性能。假如动力电池将石墨烯作为负极主材料,电动车造价将非常高,假如用作添加剂,企业勉强能接受其成本。”云杉智慧总裁徐征鹏认为,当下,市场上尚未出现真正意义上的石墨烯电池。

 

据曾庆洪透露,广汽集团是在 811 和 622 三元锂电池的基础上,通过增加 1%~2%的石墨烯正负极材料,提高电池的充电速度、能量密度以及续航能力。同时,与常规动力电池相比,其石墨烯快充电池整体电芯成本高出 5%~8%。

 

广汽埃安方面此前曾表示:“利用石墨烯出色的导电性能,我们将其添加到锂电池的正极材料中,使纯电动车的充电速度成倍提升。”有观点认为,广汽集团石墨烯快充电池中的石墨烯,扮演的或是添加剂的角色,该电池能否使车辆实现 1000km 续航有待验证。

 

哈尔滨工业大学化工学院电化学科学与工程系教授袁国辉在接受《中国科学报》采访时表示:“石墨烯电池的概念不符合行业命名原则,也不是行业共识。从专业的角度,电池的命名一般是遵循‘正极 - 负极活性材料’的规则,锂离子电池充放电时,成流反应是锂离子在正、负极材料中的嵌入和脱出的贡献。电极中添加石墨烯材料时,石墨烯的主要作用是提高电极的导电性,尽管可以提高电池的性能,但石墨烯的角色并不是锂离子电池正负极的活性材料。”

 

“石墨烯因其独特的物理化学性质,已经在锂电池中展示出巨大的应用潜力。但是,作为一种碳纳米材料,石墨烯之于锂电池并未超出目前常用碳材料的作用范畴。锂电池核心储能机理也并未因石墨烯的加入而改变,因此将添加了石墨烯的锂电池称为石墨烯电池并不恰当。”天津大学化工学院教授杨全红在接受《科技日报》采访时说。

 

据了解,石墨烯是一种由碳原子排列构成的单层四维蜂窝状晶格结构新型纳米材料,也是其他维度石墨材料的基本构建模块,如富勒烯、碳纳米管、石墨、金刚石等。石墨烯具有优良的电子传导性能、热性能以及较高的比表面积,在新能源、化工、电子信息、生物医药等领域拥有巨大的应用前景,被称作“21 世纪的新材料之王”。

 

石墨烯电池是一种电池,由美国俄亥俄州的 Nanotek 仪器公司利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性开发而来。

 

近期,德国也已经制作出一种石墨烯超级电池,其能够在 15 秒内充满电。这是一种混合电池组,其结合了普通的锂离子电池和自研的超级电容电池,在协同工作下发挥各自优势。

 

超级电容器的加入,静态存储电荷就为快速充放电做好了铺垫。这种电池能以更高的速度充电和放电(提高能量密度),并可持续数十万次循环而不退化,但是距离商业化还有很多路要走。


石墨烯电池能否应用于电动车
石墨烯拥有超乎想像的导电能力,石墨烯电池概念成为突破目前电池技术瓶颈的救命稻草。尤其国内电动汽车行业但凡有技术突破都与石墨烯电池挂钩。


电池技术的核心就是充电速度和容电量。石墨烯电池之所以被热炒是因为石墨烯的导电性能比铜或者银强数倍,这仅仅只是导电性。

 

但是,石墨烯的结构和碳原子的结构特性导致其容电量只有传统电池中硅的四分之一。那么石墨烯电池要想达到理论上的高效就必须将两者的优点进行结合。


很遗憾通过现有的技术和工艺都无法做到传统硅与石墨烯在纳米上均匀分布,即使将来做到这点,成本的制约导致量产也是很遥远的事情。


还有一个最致命的一点是,在试验中,石墨烯做负极的锂电池循环寿命很差,充放电快,但是失效也快,不够稳定。

 

电动汽车电池的基本诉求有三点:充电快、容电量大、耐用性强。而石墨烯目前也仅仅是满足了充电快这点,所以,石墨烯电池真正商业用于电动车行业在可以预见的未来可能性极小,相信随着新材料的出现,新工艺的进步,石墨烯的特性能够进一步被发掘和利用。