石墨烯電池，真有想象中那麼完美？8分鐘充電85%，真的能做到嗎？

前幾天，廣汽新能源聲稱石墨烯電池量產研發工作終於從實驗室走向實車，廣汽新能源埃安車型將率先搭載，8分鐘就可以將電池充電至85%，看到這個新聞，我就這個表情：

石墨烯是前幾年比較流行的概念，有個諷刺的説法是，萬物皆可石墨烯。我們先來看一下石墨烯是什麼，石墨烯是隻有一個原子層的石墨，石墨是由多層石墨烯疊起來的。狹義上講，石墨烯是指僅有一層碳原子的單層石墨，但廣義上説，10層以內的石墨結構也可稱作石墨烯，而10層以上的則被稱為石墨薄膜。

石墨烯在電池中的用途主要分為三種：作為導電散熱添加劑。石墨烯本身具有非常好的導電性，使用石墨烯作為負極能夠加快散熱、提升快充性能。這種方法理論上能稍微增加電池密度，實際上影響不大。正負極材料改性。電池中常見使用碳對正極材料進行包覆，而石墨烯包覆也是其中一種。電池進行快速充放電，對材料的電子導電率和鋰離子移動速度要求非常高， 而石墨烯包覆能提高活性物質的導電性，改善電極的高倍率性能，也就是説讓電池更穩定的進行放電，同時也能增加電池的使用壽命。作為負極材料。石墨烯作為負極或者和其他負極材料合成作為負極，雖然能在理論上增加能量密度，但也會消耗更多的鋰離子生成SEI膜，對電池實際容量是呈降低影響的。

石墨烯電池的稱呼並不正確

鋰硫電池、三元鋰電池等電池都是以電池的體系命名的，實際上從學術的角度講，石墨烯電池的説法是不準確的。因為石墨烯只能傳導電子，而不能放電或是作為導電載體，即石墨烯只能作為活性物質的輔助。正如上文中所説，我們可以用石墨烯作為鋰離子電池的負極，也可以用石墨烯對鋰離子電池的正極進行表面修飾，但這款電池依然是鋰離子電池。因此我們不能盲目吹捧石墨烯電池，或是認為石墨烯電池是高端黑科技。石墨烯只是提高電池性能的一種手段，是好是壞還得用性能來説話。

那麼為什麼石墨烯作為負極能提高電池的充電能力呢？

石墨烯導電性能好，具備穩定的層狀結構。在充放電過程中，鋰離子移動到負極之後會嵌入在石墨烯層狀結構中間，導電性能比普通的負極好。

電池容量下降的一個重要原因就是鋰離子脱嵌過程容易破壞原來的結構，舉一個例子，比如我們把一個東西強行塞進一個架子裏，然後再把它拔出來，反覆幾次，這個架子就塌了，不能再容納鋰離子了。所以負極材料既要提供能容納鋰離子的位點，也要能維持結構不變。一般説的石墨烯電池都是説負極使用石墨烯。測電池性能裏有個較為重要的測試叫做倍率伏安測試，就是電流量加到原來的幾倍時看電池的性能，快充就是看這個呢，比如放電時電流為1安培，一小時放完電；同樣的用1安培的電流充電，需要一小時才能充滿。如果把充電時的電流增加到原來的十倍，那麼我們只需要6分鐘就能充滿這塊電池。而石墨烯就是導電率好，內耗低，同時也有結構穩定、高倍率下電池容量穩定的特點，用在電池上可以説是相得益彰。看到這，大家可能就會説，石墨烯這麼厲害為什麼不早點研發這種電池呢？所以，現在我們要當理智的吃瓜羣眾，給自己潑一點冷水，車企和電池廠都不是傻子，有用的話早就用上石墨烯了，幹嘛還等到現在？既想不降低電池容量，又想提升充電速度，建議大家原地做夢，夢裏啥都有。下面的説法，是假設廣汽真的能做出以60度電池為標準的所謂石墨烯電池，否則，10度電池談論8分鐘充電85%毫無意義。

實現8分鐘充電85%不可忽視的客觀條件

過充這個詞想必大家都不陌生，目前的電動車電池組內部大部分是單電池串聯而成，快充比慢充對電池的要求更高，不僅是對電池管理系統，還對電池單體的質量有要求。串聯電池要保證每節的容量都一樣，電池一致性要求也極高，否則其中某一個過充發生爆炸，就像鞭炮一樣滿堂紅。現在有哪家公司敢放言自家電池能保證100%容量一致嗎？先進如特斯拉可能也沒辦法保證自家的電池管理系統和電池能長時間處於8分鐘充電85%的環境不出問題吧。有業內人士分析，8分鐘充電85%是不嚴謹的説法，按照一般純電動車的動力電池60度電計算，8分鐘充51度電，至少需要380kw以上的充電裝置。目前國內特斯拉V3超級充電樁也僅僅最高支持250kW。這就帶來了另一個問題，基建成本。

大家可以思考一下快充是使用大功率方案還是大電流方案，大功率方案基本可以Pass掉，電池實在是承受不住啊。如果使用大電流的方法，充電槍的電纜需要多粗？電纜發熱問題怎麼解決？當然，有人説特斯拉250kW的充電槍線纜也很細，那都是明晃晃的錢堆起來的，廣汽能做到如此財大氣粗嗎？另一方面，如果高達380kW的快充樁想普及，建樁密度達到多少才能滿足出行需求？國家電網會允許如此高密度鋪設這麼大功率的充電樁嗎？國家電網的負荷有多大你想過嗎？不，你沒有，你只想到你自己。

退一萬步來説，充電樁建成了，充電槍和電池也經得住大電流大功率的摧殘，車主的充電成本呢？現在的快充與慢充相比，電費都要貴一倍了，使用更大的電流進行充電，價格再翻一倍。電動車相比燃油車的一大優勢就是出行成本低，充電成本翻兩翻，電價直逼油價，如此一來，大家選擇電動車的原因，大概只剩為環保事業做貢獻的情懷了。所以，可以期待一下石墨烯基電池提高充電速率，但充電速度也就比現在強點有限；指望石墨烯基電池能提升電池容量的話，大家不如再等等無鈷電池，説不定明年能和石墨烯電池battle一下呢。