【taycan充电设置85】石墨烯电池到底是技术之光还是特效产品？

[爱卡汽车指南原创]

2019年11月，一家中国品牌正式发布了以自主开发的三维结构石墨烯(3DG)材料为基础的“超高速充电电池”，并宣布不久将在该车型上搭载相关技术成果。最大的宣传点是，8分钟就能填满80%。到底什么技术这么可怕？还能引发革命吗？

先说一下石墨烯到底是什么？石墨烯是由碳原子价SP杂化轨道构成的六边形蜂窝状晶格构成的二维碳纳米材料。它最大的特点是具有优秀的光学、电学和力学特性。

那么充电快吗？室温下石墨烯的载流子迁移率约为15000CM2/(V S)，是硅材料的10倍以上，是已知载流子迁移率最高的物质铟(InSb)的两倍以上。在某些条件下(例如低温)，石墨烯的载体迁移率最高可达250000cm2/(V S)。与许多材料不同，石墨烯的电子迁移率几乎不受温度变化的影响，在50~500K之间的任何温度下，单层石墨烯的电子迁移率都在15000CM2/(V S)左右。

翻译成人话是不能储存电力的，但分离电池的阳极材料可以使电子很容易通过。也就是说，电池的内阻很小，这就是充电速度很快的原因。

那么，既然可以提高充电速度，为什么没有大规模生产呢？

因为很难准备。2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈加姆和康斯坦丁诺沃佐洛夫从高定向热解石墨中取出石墨碎片，然后将薄片的两面贴在特殊胶带上，撕掉胶带，就可以将石墨碎片一分为二。(大卫亚设，Northern Exposure(美国电视剧)，Northern Exposure(美国电视剧)，orthern Exposure(美国电视剧)

目前常见的石墨烯粉末生产提取方法、机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法、薄膜生产法包括化学气相沉积法(CVD)等。这些方法通常有一个问题。也就是说，必须支持严格的实验室环境，一次只能进行小规模提取。简单地说，就是提取成本太高。

那么这家中国品牌汽车制造商是怎么做的呢？

目前公开的资料显示，掌握自主开发的三维结构(3DG)石墨烯制备技术的3DG石墨烯粉末比表面积有优势，但怎么具体准备的信息一点也找不到。

可行性如何？

暂时对这家企业的石墨烯电池技术不确定，所以很难得出别人产品的结论，所以只提出几个疑问。

1.如何解决能量密度？

一般18650电池容量可以达到3100mAh左右，所以能量密度约为700Wh/L，石墨烯电池是超级电容，如果不能做到200kw/kg，就没有机会更换锂电池。毕竟，根据能量密度和功率密度的近视素效应，充电8%到85%，大约在6C/10分钟左右，能量密度是多少？

2.假设能量密度问题解决了，如何解决充电问题？

假设电车的电池容量为60kwh，8分钟充电85%，那么8分钟内就要充电51kwh的电量。那么，需要多少电力的充电文件呢？根据公式，电力估计为400千瓦，这个数字在现阶段基本上只能思考。

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但请注意，这是理论数据，首先目前市面上主流的国网充电桩一定不可能达到如此高的功率，即便是特斯拉的超级充电桩，也不过250kW，而且成本居高不下。想要攻克功课400kW的大功率充电桩，是提升电压？还是增大电流？

提升电压?电池寿命首先摆在眼前，即便是石墨烯的加入增加了电池的充电循环次数，但是恐怕也禁不起这么折腾。

增大电流？如今仅仅100多A的电流就已经需要用手腕粗的线缆，如果要继续增加电流，线缆的成本难以估算，而且和充电枪的接驳问题，设备和电池的发热问题又要如何解决？就算这些问题全部解决了，要大面积的铺开，恐怕依旧不现实。

全文总结：其实在我看来，目前电动车的企业没有意识到电车真正的短板。大家都一直在续航和充电速度上来做文章。但其实当续航和充电速度达到某个阈值以后，就已经足够满足消费者需求了，真正要提升的，是充电桩的密集度。因为一切车辆作为家用车属性时，它停在车位上的时间一定大于驾驶它在路上的时间，所以大面积铺开充电桩，才是解决大家对于电车的使用烦恼。

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