科技眼|石墨烯电池竟被广汽搞定了?知道真相的我眼泪掉下来...

e创智联 2021-01-26 15:20:15 显示图片

科技眼|石墨烯电池竟被广汽搞定了?知道真相的我眼泪掉下来...



2021年1月15日,广汽埃安官方发布了一则全新动力电池的预告。官方表示,新电池采用了石墨烯基材料和硅负极材料,支持超级快充,可在8分钟内充电80%,并可实现1000km的纯电续航里程。

无独有偶,在广汽埃安发布消息的前几天,蔚来汽车也发布了旗下首款纯电轿车ET7,而其中顶配款的ET7采用了150kWh的固态电池包,续航里程同样超过了1000km。

好家伙,我直呼好家伙。

短短几个月前,续航里程超过700km的纯电动车还是行业翘楚呢,结果那边屁股还没坐热,这边续航里程超过1000km的纯电动车已经“二连发”了。

众所周知,现阶段纯电动车遇到最大的困难就是“续航里程短”和“充电速度慢”,而随着这两家车企带头发布了「全新电池组」,这么一看好像纯电动车所有的问题全部迎刃而解了。

事实真的如此吗?

●广汽埃安的“小算盘”

开头先抛结论:当然不是!

在1月16日刚刚结束的第七届中国电动汽车百人会论坛上,动力电池领域权威专家、中科院院士欧阳明高表示:“如果某个车企说,我们的新车既能跑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,因为根本不可能。”

此话一出,矛头直接对准了广汽埃安。

事实上,在广汽埃安发布了新电池组的信息之后,各大媒体的质疑也接踵而至。讨论的重点就在于:电池行业已经很多年没有跨时代意义的进步了,此前各大供应商也没有表明近期会有“革命性技术”亮相,那为什么这次广汽埃安会在一个“前不着村后不着店”的时间点发布一款如此重要的电池组呢?

很简单,因为我们误会了。

没错,误会了。


1月18日晚上,广汽集团再次发布一则公告,称石墨烯基超级快充电池与长续航硅负极电池是两种不同的电池技术,分别解决“充电速度慢”、“续航里程短”这两个动力电池的不同痛点,而不是「一款电池即采用了石墨烯基,又采用了硅负极」。

好家伙,我再次直呼好家伙。

原来广汽埃安声势浩大的在15号发布的全新电池预告,是两种不同的电池组,一个负责快,一个负责持久(怎么听来好像有点矛盾…)。不过由于页面公布的信息不多,所以我们下意识的认为这是一款电池组的「两大亮点」。

这波营销,我给满分。

答疑解惑之后,广汽集团也在公告中特别注明了:石墨烯基技术的普及主要依赖于国家超级快充相关标准的发布和高功率超充设备的建设进展,同时硅负极电池的电池总成本较高,消费者不一定能接受的了。

翻译成白话文:这两种电池都挺好的,但普及不了不是我的问题。

这则公告可以看作是广汽集团对于电池技术争议的回应,但发生过的事已经无力回天,比如1月15日当天广汽集团A股、H股大幅上涨,A股甚至直接涨停。

面对欧阳明高和网友的质疑,广汽埃安总经理古惠南在近日接受采访时称:“不应把技术突破和商业推广混为一谈。对于两种技术的融合,目前可以实现兼顾,但是考虑到运营推广的成本和节奏,广汽埃安暂时还不会将两种技术应用于一款车型上。”

说真的,这就有点双标的感觉了,造势时期明明是广汽埃安自己想把两种技术混为一谈,给网友造成一个「卧槽,这太强了吧!」的错觉。被专业人士戳到痛处后,又表示能实现但不会这么做,因为成本Hold不住。

好吧,既然现实这么残酷,我们还是来看点技术相关的东西吧…

首先要明确一个概念,「石墨烯基电池」并不等于「石墨烯电池」,这一字之差背后可就是天壤之别,具体可参考周杰和周杰伦。

石墨烯基是电池的导电剂材料,而不是电池的正极材料。我们平时所说的石墨烯电池,按照电池行业的命名规则全名应该叫做「正极材料以石墨烯为主的电池组」。这种电池堪称是梦幻般的产品,它的优点有:

1.储电量是三元锂或磷酸铁锂电池的三倍以上,一个石墨烯电池的比能量可以超过600whkg。

2.由于石墨烯的物理特性,这种电池的能源补给速度极快,不到10分钟就可以充能完毕。

3.使用寿命嗷嗷长,至少是锂电池的两倍以上,传统氢化电池的四倍以上。

4.重量轻,同比只有传统锂电池一半的重量,这一点和纯电动车可谓是天作之合,无论是减重还是“增程”,选择权都在自己手里。

那么它的缺点是什么呢?很简单:无。


不夸张的说,它真的没有缺点,因为目前石墨烯还未普及的原因是人类的制造工艺不成熟、石墨烯的成本极其高昂,但这些是石墨烯本身的缺点吗?并不是,而是我们这些“想要使用石墨烯的人”的缺点。

所以大家只需要记住一点,如果以后再有车企说采用了石墨烯电池,那一定要看清楚,是「石墨烯」还是「石墨烯基」。如果是「石墨烯」,要看它的正极材料里面是「锂离子混入了石墨烯」,还是「纯石墨烯」,如果是「纯石墨烯」,那请关闭网页,因为这是条假新闻。

事实上,石墨烯作为导电剂出现已经不是一天两天了。

往近了说,比亚迪与国轩动力电池很早就将石墨烯作为导电剂大规模量产了,比亚迪王朝系列的大部分纯电动车都采用了石墨烯导电剂,更不用说商用已久的众多比亚迪纯电动公交车。

往远了说,2016年的时候东旭光电就推出过一款“石墨烯基锂离子电池产品”――“烯王”。这款电池被主要应用于数码产品上,此后华为、小米均推出过类似的产品,它们自家的新手机也都无一例外的利用了石墨烯导电导热性强的特点,并以此作为导电剂的材料。

前段时间小米10周年的纪念款手机——小米10至尊纪念版,就是采用了全新石墨烯基材料电池,内置第三代导电剂石墨烯。

一般电池的四大原材料分别是:正极、负极、隔膜、电解液,石墨烯基材料主要和正极有关。但要注意,此刻的石墨烯基材料是以导电剂的身份出现,而非正极材料的一种。刚才我们提到过,还有一种技术能够在三元锂的内部混入石墨烯,这是两种不同的概念。

举个例子:正极材料是个大鸡腿,那石墨烯导电剂就是鸡腿的蘸料,这就是广汽埃安发布的新技术。另一个技术相当于鸡腿在炸熟之前,就已经在肉的内部添加了蘸料,这样炸熟之后它的风味就会更足,更好吃,不知道大家有没有明白我的意思。

简单点说,采用石墨烯导电剂的电池确实会有更好的导电性,放在实际应用中就是充电速度会更快,但也就是“锦上添花”的效果,达不到“雪中送炭”的作用。

所以你看,中国话就是非常的博大精深,你看到的和你想到的,有时候完全不一样。广汽埃安这波文字游戏玩的很“聪明”,但结果却是“反被聪明误”了。

突然想起来一个笑话,一个老外考汉语,看到了这样一道题:冬天下雪了,我骑着自行车突然打滑,吓得我一把把把把住了。问:第三个把指的是什么?

●硅负极技术才是“幕后英雄”

聊完了备受争议的石墨烯基,我们再来看看另一种技术,硅负极。由于这种技术与蔚来汽车、智己汽车的新技术有一部分重叠,所以咱们放到一起讲。

顾名思义,「硅负极」就是提升电池负极中的硅含量,这样的好处是最直接的提升电池的能量密度。另外要说明的是,目前电池负极的主流材料是石墨,「硅负极」也仅仅是在石墨作为主材料的基础上,尽可能的提升负极中的硅含量。

不能采用纯硅负极的主要原因在于,虽然硅是目前已知比容量最高的锂离子电池负极材料(是石墨的12倍),但由于硅材料在放电过程中会产生3倍以上的巨大体积膨胀,很有可能你开着开着车,电池已经变成绿巨人了,所以纯硅负极根本无法走出实验室。

目前广汽埃安并未公布硅材料的使用比例,但根据性能提升的幅度来看,广汽埃安使用的硅负极电池很可能是一种硅含量较高的硅碳负极。它这种提升续航里程的做法,也和蔚来汽车、智己汽车不谋而合。

在1月9日的NIO DAY 2020上,蔚来汽车董事长李斌发布了一款采用了“无机预锂化硅碳负极”技术的150kWh「固态电池」。这名字听起来很拗口,但实际原理也比较简单,就是一种添加少许电解液的类固态电池。

随后,由上汽集团、阿里巴巴和浦东张江高科合资成立的智己汽车,在1月13日的发布会上,也公布了其与宁德时代合作开发的“掺硅补锂”电池。这个就不解释了吧,字面意思已经很明确了。

如果再考虑到宁德时代独立研发的长续航电池,目前市面上已经至少有多家企业确实能够打造出续航里程超过1000km的新车了。而且这个技术实现的难度,要比真正的石墨烯电池小的多的多,所以对于广汽埃安而言,石墨烯是“忽悠人的”,但续航里程超过1000km并没有“忽悠人”。

据广汽埃安总经理古惠南表示,使用硅负极技术后,电芯能量密度可提升至280wh/kg,如果搭载超过150kWh的硅负极电池,续航里程很可能会超过1000km。这也同时印证了,蔚来汽车研发的150kWh固态电池也没有在续航里程上“忽悠人”。

尽管目前所有企业都没有公布硅负极电池的具体成本,但根据大家的动作来看,这个技术量产的可能性很高,蔚来汽车甚至已经公布了具体量产的时间,可见研发工程已经进入收尾阶段了。

所以相比起更像是噱头的“石墨烯”,硅负极材料才是那些续航里程超过1000km的新车中的最大功臣。只是,一味的堆砌续航里程终归不是长久之计,纯电动车最需要提升的是机动性和补给效率,这是电池发展中最“难啃的骨头”。

●写在最后

台湾《汽车杂志》执行总编辑陈政义在一篇文章中讲过一段话,我直接搬运过来:

“从残酷的历史经验来看,战争往往是验证技术可靠度的最佳舞台,也是推动新技术快速向前的最有力推手,现在的汽车、飞机、医疗、通讯都是。我们很庆幸现在没有大规模的战争来验证电动车是不是可靠,但光是电池的重量跟充电的效率就跟军事最注重的机动性与时间效率背道而驰,更不要说可靠度的问题。”

这段话字字精准,就像我手拿小锤子打中了每一个从洞口出来的地鼠一样。有时候我们会感觉新能源车的发展已经很快了,追上燃油车似乎指日可待。但在每一个寒冷的冬天、每一个充电未满的下午,一种深深的无力感又会包围着我们。

现在新能源车的发展已经在快车道上面了,也许最开始我们还有清晰的目标,但随着时间推移,它最终会去到哪,已经越来越模糊了。