揭秘華為黑科技：對車用電池影響究竟有多大？

　　近幾天來，華為推出了其新的“高溫長壽命石墨烯基鋰離子電池”技術(shù)，受到廣泛關(guān)注。然而與此同時，華為自己的宣傳中也夾雜了大量的民間媒體的添油加醋式的渲染。筆者認為華為取得了研究進展值得祝賀，但是有必要追本溯源，還原技術(shù)的本來面目，并客觀分析這些技術(shù)對工業(yè)應(yīng)用以及我們?nèi)粘Ｉ畹挠绊憽?/p>

　　這則新聞很有意思，民間給出了各種各樣的解讀，比如以后手機20秒充滿電等等。然而我們看看華為自己的官方介紹，主要有以下幾點：

　　1）從網(wǎng)址可見，技術(shù)英文名叫GrapheneassistedLi-ionbattery，如果翻譯出來，連“強化”（reinforced）都不算，如果直接翻中文，“輔助”（assisted）更確切。注意，這是華為自己說的，不是筆者在附會。

　　2）改善性能的三方面：在電解液中加入特殊添加劑，除去痕量水，避免電解液的高溫分解；電池正極選用改性的大單晶三元材料，提高材料的熱穩(wěn)定性；同時，采用新型材料石墨烯，可實現(xiàn)鋰離子電池與環(huán)境間的高效散熱。

　　A）實際上，只要是在電化學(xué)行業(yè)中學(xué)習(xí)過的人都知道鋰電電解液中加入添加劑，抑制水，是最基礎(chǔ)的解決問題的通用和必須的做法。而為了改善電解液在高溫/低溫下的性能，都有相應(yīng)的添加劑，這個改進可以說是中規(guī)中矩，但是離驚喜還有點遠。

　　B）改性大單晶三元材料，該材料的應(yīng)用可以降低比表面積，減少副反應(yīng)，高溫漲氣會好很多，因此對于高溫性能有貢獻。但是該路線也相應(yīng)的犧牲了一些其它性能：大尺寸單晶過長的擴散距離，勢必削弱電池的擴散-倍率相關(guān)性能，因此該款電池距離快充的需求只會比普通電池更遠，而不是更近。

　　C）石墨烯促進散熱。華為一直非常重視石墨烯，相關(guān)新聞不絕于耳，然而在這么一個大突破的新聞下，華為只寫了石墨烯用于散熱，并沒有寫其可以用作導(dǎo)電劑，或者電極活性物質(zhì)。實際上，石墨烯高導(dǎo)熱的性能是公認的，制成的高性能散熱膜也有很強的推廣意義。

　　對于這三點技術(shù)可以分析一下：大單晶三元材料更是國內(nèi)外有相當(dāng)多的實驗室早在關(guān)注，三星、松下等企業(yè)都有研究及專利申請。石墨烯散熱則是石墨烯業(yè)內(nèi)最常見的一個應(yīng)用思路。所以此項創(chuàng)新更接近于工程集成上的進步。

　　3）以上三點合力，得出了該電池的性能：“高溫環(huán)境下的充放電測試表明，同等工作參數(shù)下，該石墨烯基高溫鋰離子電池的溫升比普通鋰離子電池降低 5℃；60°C高溫循環(huán)2000次，容量保持率仍超過70%；60℃高溫存儲200天，容量損失小于13%”，李陽興博士表示。

　　總體來說，以上三個技術(shù)在電池業(yè)內(nèi)，其實都不罕見。添加劑優(yōu)化有很多學(xué)校、實驗室已經(jīng)試驗過。

　　由上可見，該電池主要是高溫性能產(chǎn)生了突破，穩(wěn)定性和壽命有很大提升，華為自己也表示該技術(shù)主要可以向高溫嚴酷環(huán)境下推廣，但是這與手機、電動汽車領(lǐng)域關(guān)注的重點恐怕相距較遠，反而是和現(xiàn)在剛剛開始興起的儲能產(chǎn)業(yè)有不少的聯(lián)系。

　　當(dāng)然，接下來，華為宣布了自己的快充方面的計劃，因此很多人在推測華為本次的技術(shù)會助力快充，實現(xiàn)大家期盼的“充電一分鐘，續(xù)航好幾天”的目標。然而根據(jù)業(yè)內(nèi)人士的廣泛共識，這恐怕有些脫離科學(xué)實際。筆者接下來將按行業(yè)分類，進行分析。

　　可能對于消費電子領(lǐng)域的影響

　　此新聞一出，民間紛紛給出了不同的解讀，比如X秒充滿電，三星蘋果在顫抖等等，愛國心情可以理解，距離技術(shù)的真相卻越來越遠。

　　實際上，如華為自己宣稱，本技術(shù)是主要針對高溫環(huán)境推出，而且根據(jù)電化學(xué)專業(yè)的常識，大尺寸單晶的技術(shù)勢必會降低快充放性能，該技術(shù)距離大家期待的快充非常遠，甚至根本就是不同的技術(shù)路徑。實際上快充主要是要通過降低材料顆粒大?。ǖ皇菬o限的），提高導(dǎo)電劑比例，優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)等來實現(xiàn)，華為的本項技術(shù)與此方面并無太多交集。

　　關(guān)于快充的技術(shù)要領(lǐng)，筆者之前有文章論述，在這里不再詳述。參見：《這才是保證電池安全靠譜的快充技術(shù)正確打開方式（上）》

　　此外，對于消費電子產(chǎn)品電池，提高高溫性能或低溫性能要進行的材料優(yōu)化有很多路徑根本就是矛盾的，所以難以兩全。而在這種情況下，很多廠家都優(yōu)先要求電池低溫性能好，為什么？近來大家冬天iPHONE被凍關(guān)機的事影響夠大吧，這一條就足夠了；反而高溫性能，對于消費電子品來說，你可能很少會把它夏天落在太陽地里的車里（當(dāng)然如果這么干了對電池肯定很有害）。

　　因此總的來說，對消費電子影響不太大，當(dāng)然對于極端高溫條件下服役的無人機這種情況還是有影響的，但是對于一般產(chǎn)品來說，變化不大。

　　可能對于電動汽車動力電池領(lǐng)域的影響

　　目前動力電池的一大核心矛盾是電池能量密度低、成本高（跑不遠，電池貴），然后安全是一個核心要素，除此三點，其它的因素其實可以往后放一放。具體原因，筆者此前已經(jīng)有論述。

　　實際上，華為的該項目技術(shù)解決了高溫問題，對于安全性是有一定貢獻的，但是對于能量密度和成本基本可以肯定沒什么提升。大尺寸單晶和添加劑幾乎不會影響能量密度，而成本上漲倒是明顯有可能（工藝和材料變復(fù)雜了）。此外，與手機電池快充方面一樣，該技術(shù)也不太可能對動力電池快充有什么貢獻。當(dāng)然你可以說我可以讓我的車在60度的情況充電也穩(wěn)定不燒，那我想問了，你為什么非要把你的車搞到溫度辣么高嘞，放在陰涼地里不好咩……

　　可能對于電網(wǎng)-儲能技術(shù)領(lǐng)域的影響

　　儲能領(lǐng)域近年來熱度不斷升起，隨著能源領(lǐng)域“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”風(fēng)潮的興起，傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整勢在必行，儲能的戲份也會不斷加重。儲能對于電池的要求其實最核心的是成本（便宜！），能量密度反而可以低些（鉛酸依然是傳奇老兵）。在這種情況下，華為的該技術(shù)對于電池成本恐怕難有貢獻，因此對于普通儲能領(lǐng)域意義不大。

　　但是如華為所說，該技術(shù)可以用于極端環(huán)境地區(qū)的通訊基站等處，其實這就涉及到了儲能領(lǐng)域的一個細分市場——極端環(huán)境下保證儲能-供能穩(wěn)定。說到這，筆者倒是非常認同華為的做法：說明自己就是針對這個細分領(lǐng)域研究的技術(shù)。但是像民間媒體一樣無限引申擴展該技術(shù)的應(yīng)用范圍，過于拔高該技術(shù)的意義，對于華為，恐怕更像捧殺。

　　后記

　　華為此次公布了研究進展值得鼓勵，“石墨烯基鋰離子電池”用法相比于之前的“石墨烯電池”的改變也耐人尋味。該技術(shù)在高溫下的性能是比較好的，然而華為此項技術(shù)是不是還停留在實驗室階段，是否有中試放大能力，放大后綜合性能、成本等方面是否還能保持也是我們需要持續(xù)關(guān)注的。電池量產(chǎn)并非易事，華為的電池一直是由ATL、欣旺達等企業(yè)供應(yīng)，我們也希望華為可以在電池領(lǐng)域里取得像其在通信領(lǐng)域里同樣的成果，引領(lǐng)中國制造的發(fā)展。

　　民間媒體的愛國心情可以理解，但是無限制的解讀和引申該技術(shù)的意義恐怕并不可取，技術(shù)上的進展，交給技術(shù)圈的人去評判，總體來說仍是對于社會最負責(zé)，對于社會公共資源浪費最少的選擇。此外，對于制造業(yè)與技術(shù)的進步，我們更應(yīng)該多一份執(zhí)著踏實，少一些炒作與浮躁，這樣才能讓我們的技術(shù)更上一層樓，早日讓中國制造變成中國創(chuàng)造。

　　與諸位國人共勉。