廣汽的石墨烯超級(jí)快速充電電池量產(chǎn)上車(chē)究竟有幾分靠譜？

給電動(dòng)車(chē)充電80%，只需要8 分鐘。 這是 7 月 28 日，在廣汽科技日上，廣汽介紹其研發(fā)的石墨烯超級(jí)快充電池時(shí)提到的賣(mài)點(diǎn)。 當(dāng)天，廣汽披露其已擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的「石墨烯」材料制備方法，并透露其基于石墨烯的超級(jí)快充電池技術(shù)已經(jīng)完成整車(chē)搭載測(cè)試，很快將成立石墨烯產(chǎn)業(yè)化公司，真正實(shí)現(xiàn)石墨烯商業(yè)化應(yīng)用。 廣汽提到，石墨烯材料除了用于動(dòng)力電池快速充電，還可以用于輕量化車(chē)身、燃料電池、空氣凈化、輪胎和潤(rùn)滑油等諸多領(lǐng)域。 可以說(shuō)，一旦這種新材料上車(chē)，將會(huì)一改新能源車(chē)充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的現(xiàn)狀，讓充電像加油一樣方便。 不過(guò)，業(yè)界針對(duì)石墨烯技術(shù)的質(zhì)疑也一直存在。 早在今年 5 月，廣汽宣布石墨烯電池預(yù)計(jì)將在年底從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵻?chē)測(cè)試時(shí)，就有一系列諸如「石墨烯成本高昂」、「量產(chǎn)應(yīng)用難」、「商業(yè)炒作」等聲音出現(xiàn)。 那么，廣汽的石墨烯超級(jí)快速充電電池量產(chǎn)上車(chē)究竟有幾分靠譜？ 從實(shí)驗(yàn)室走出來(lái)的「新材料之王」

石墨烯（Graphene）是一種由碳原子組成的呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，它是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性最強(qiáng)的新型材料。

安德烈·蓋姆（左）與康斯坦丁·諾沃肖洛夫（右） 這種新材料，最早在 2004 年被英國(guó)曼徹斯頓大學(xué)的兩位物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫發(fā)現(xiàn)。 他們成功地用微機(jī)械剝離法從石墨中分離出了一種新材料——石墨烯，并因此共同獲得 2010 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 石墨烯由此受到各個(gè)國(guó)家、科學(xué)界和商界關(guān)注。 單層石墨烯的厚度為0.34 納米，相當(dāng)于普通紙張的十萬(wàn)分之一。每克石墨烯的比表面積（單位質(zhì)量物料所具有的總面積）可以達(dá)到2630 平方米，相當(dāng)于六個(gè)籃球場(chǎng)的面積。 這些特點(diǎn)決定了，石墨烯的強(qiáng)度很高，大約是鋼鐵的200 倍，電阻率比銅、銀更低，是自然界電阻率最低的材料，導(dǎo)熱性能優(yōu)于任何金屬。

基于此，石墨烯在新能源、熱管理、電子信息等應(yīng)用領(lǐng)域中有很大潛力，并有著「21 世紀(jì)材料之王」的稱(chēng)號(hào)。 不過(guò)，石墨烯要從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化，一直難以跨越成本高昂的門(mén)檻。 歐盟在 2013 年啟動(dòng)過(guò)一項(xiàng)名為「石墨烯旗艦計(jì)劃」的行動(dòng)。 但在投入 10 億歐元后，這個(gè)計(jì)劃最終僅發(fā)布了石墨烯在 13 個(gè)重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域的科技路線(xiàn)圖，但并未將石墨烯帶入商業(yè)化階段。 在 2015 年之前，制備 1 克石墨烯的成本需要幾百甚至上千元不等，石墨烯因此又被稱(chēng)為「黑金」。 2015 年，中國(guó)在當(dāng)年發(fā)布的《中國(guó)制造 2025》行動(dòng)綱領(lǐng)中，提出： 「重點(diǎn)發(fā)展石墨烯純化批量制備裝備，立足石墨烯材料獨(dú)特性能，針對(duì)國(guó)家重大工程和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，引導(dǎo)生產(chǎn)、應(yīng)用企業(yè)和終端用戶(hù)跨行業(yè)聯(lián)合，協(xié)同研制并演示驗(yàn)證功能齊備、可靠性好、性?xún)r(jià)比優(yōu)的各類(lèi)石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品?！? 截至 2019 年，我國(guó)注冊(cè)的石墨烯企業(yè)有 1 萬(wàn)多家，實(shí)際開(kāi)展石墨烯業(yè)務(wù)的企業(yè)有 3000 多家。 這些企業(yè)的加入，最終將石墨烯的價(jià)格拉到了每克 10 元左右，產(chǎn)業(yè)化的機(jī)會(huì)來(lái)了。 廣汽布局石墨烯 廣汽最早在 2014 年成立了石墨烯研發(fā)團(tuán)隊(duì)。 據(jù)廣汽研究院先導(dǎo)技術(shù)部部長(zhǎng)裴鋒介紹，到目前為止，廣汽已具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 3DG 石墨烯大規(guī)模制備技術(shù)，并且還將石墨烯材料應(yīng)用在快充鋰離子電池、超級(jí)電容、鋰硫電池和輕量化車(chē)身材料等多個(gè)領(lǐng)域。

與傳統(tǒng)的石墨烯制備方法如機(jī)械剝離法、氧化還原法不同，廣汽的制備方法是，采用碳源（樹(shù)脂）、催化劑、模板劑，進(jìn)行熱處理后，生成三維結(jié)構(gòu)石墨烯。

廣汽表示，目前已經(jīng)掌握初步的工藝包和量產(chǎn)工程能力——掌握的三維結(jié)構(gòu)石墨烯的制備方法簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、高效，制備成本可達(dá)常規(guī)制備方式的 1/10。 也就是說(shuō)，廣汽的石墨烯制備成本將大幅降低，大約為每克 1 元甚至更少。 把石墨烯材料真正應(yīng)用到動(dòng)力電池上，還需要一套超級(jí)快充技術(shù)。 超級(jí)快充技術(shù)，就是基于三維結(jié)構(gòu)石墨烯的導(dǎo)電性和比表面積的優(yōu)異性，搭建成高效的三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。 廣汽表示，其已將電芯、模組、電池包樣品通過(guò)初步的功能測(cè)試和性能測(cè)試。 基于石墨烯材料，同時(shí)利用了超級(jí)快充技術(shù)，大致可以判斷廣汽的石墨烯超級(jí)電池技術(shù)，實(shí)際上是一款摻雜了石墨烯材料的快速充電電池。 一位動(dòng)力電池專(zhuān)家向汽車(chē)之心表示，「石墨烯是一種導(dǎo)電劑，沒(méi)有車(chē)企會(huì)拿石墨烯做電池正負(fù)極材料，只是做一點(diǎn)微量摻雜使用，起到降低電池內(nèi)阻的作用。」 那么，這款超級(jí)快充電池的實(shí)力如何？

據(jù)廣汽官方稱(chēng)，它在整車(chē)測(cè)試中可以達(dá)到 8 分鐘充電 80%。 這個(gè)指標(biāo)是什么水平呢？ 為了解決用戶(hù)的里程焦慮，車(chē)企這幾年將車(chē)型的續(xù)航里程從 300 公里、400 公里向 500 公里、600 公里不斷提升，其車(chē)輛搭載的電池組也從 45kWh 不斷提高至 80kWh、100kWh。 相應(yīng)地，充電時(shí)間也被拉長(zhǎng)，多數(shù)車(chē)型從低電量充至滿(mǎn)電大約需要數(shù)小時(shí)。 要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)快速回血，通常有兩種方式：

一種是以特斯拉為代表的快速充電樁；

另一種是蔚來(lái)為代表的換電服務(wù)。

去年 3 月，特斯拉發(fā)布了超級(jí)充電樁 V3，這款超級(jí)充電樁可以在 15 分鐘充滿(mǎn)車(chē)載電池電量的 50%。 廣汽石墨烯快速充電電池的 8 分鐘充電 80%，將快過(guò)特斯拉在超級(jí)充電樁上的充電速度，讓電動(dòng)車(chē)充電真正像加油一樣，車(chē)主坐在車(chē)上很快就能完成一次「加電」。 市場(chǎng)呼喚超級(jí)快充技術(shù) 問(wèn)題是，石墨烯快速充電電池真的靠譜嗎？ 理論上，決定充電速度的關(guān)鍵在于充電功率。 在電池容量既定的情況下，充電功率越高，充滿(mǎn)電所需的時(shí)間越短。所以，在滿(mǎn)足電池安全性的前提下，讓電池具備很高的充電功率是必由之路。 目前，廣汽新能源的車(chē)型大多擁有 500 公里以上的續(xù)航水平。

以埃安 V 為例，NEDC 續(xù)航 600 公里的版本搭載了 81kWh 的電池組。 如果 8 分鐘充電 80%，意味著完成的充電量是 64.8kWh，充電功率必須達(dá)到 487KW。 理論上，如此高的充電功率并非遙不可及。 一位在造車(chē)新勢(shì)力從事電池研發(fā)的資深人士表示：「8 分鐘充 60kWh 的電量，充電功率達(dá)到 450KW，這種水平只有保捷聲稱(chēng)可以做到。從行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀觀察，今年沒(méi)有實(shí)際交付的車(chē)型可以做到，實(shí)驗(yàn)室里或者明年也許能達(dá)到?！? 至于快速充電會(huì)對(duì)行業(yè)產(chǎn)生什么影響？ 今年 7 月，有人在雪球上向理想汽車(chē) CEO 李想也問(wèn)過(guò)類(lèi)似的問(wèn)題： 「快速充電有沒(méi)有可能在近 5 年內(nèi)解決，比如 10 分鐘內(nèi)可以充 500 公里的電量？如果這樣的話(huà)，公司增程式的戰(zhàn)略是否有風(fēng)險(xiǎn)？」

對(duì)此，李想給出的答案是： 「達(dá)到你的要求（即 10 分鐘充電量可以支持 500 公里續(xù)航）大概需要 400 - 500kW 的充電功率，基本上是【超高壓平臺(tái)+儲(chǔ)能充電站+5C 倍率的固體電池組】，我預(yù)估在 2030 年具備初步的規(guī)模?！? 他接著說(shuō)，更應(yīng)該擔(dān)心的是現(xiàn)在這些 100kW 的快充樁，以及 1C 充電倍率的 350V-400V 電壓平臺(tái)的電動(dòng)車(chē)。 「這些落后的充電樁和充電速度慢五倍的車(chē)，到時(shí)候應(yīng)該怎么處理？類(lèi)似于柯達(dá)遍布全球的膠卷沖印店該怎么辦？ 這才是幾年后更難的戰(zhàn)略選擇。而到那個(gè)時(shí)候，采用增程式插混動(dòng)力汽車(chē)，在家可以慢充，外出可以加油，摘掉發(fā)電機(jī)就是純電動(dòng)車(chē)，會(huì)頭也不回地?fù)肀С虘B(tài)電池高壓電池充電?！? 據(jù)裴鋒透露，石墨烯的超級(jí)快充電池的充電速度已經(jīng)可以達(dá)到 6C 水平。 這意味著，當(dāng)廣汽的新型石墨烯超級(jí)快充電池量產(chǎn)上車(chē)后，配合超高壓的充電設(shè)施，對(duì)于行業(yè)產(chǎn)生的影響無(wú)疑是核彈炸裂級(jí)別的。 新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展至今，已經(jīng)出現(xiàn)了比亞迪刀片電池、長(zhǎng)城無(wú)鈷電池和廣汽石墨烯快速充電電池，大家的切入點(diǎn)分別是電池安全性、電池容量和充電效率。 這在一定程度上說(shuō)明，現(xiàn)有的動(dòng)力電池產(chǎn)品還有很大提升空間。 當(dāng)車(chē)企親自上陣，動(dòng)力電池領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)無(wú)疑會(huì)更加激烈。