相比鉛酸電池,鋰電池循環(huán)壽命長、重量輕、工作溫度區(qū)間大且荷電保持能力強(qiáng)。
作為三電技術(shù)(電池、電驅(qū)、電控)的重點(diǎn)突破方向之一,鋰電池逐漸成為了行業(yè)主流產(chǎn)品,比如特斯拉先后采用的18650型和27100型電池,均為鋰電池。
從國家對動力鋰電池能量密度的指引目標(biāo)來看,2020年動力電池單體能量密度要突破300Wh/kg,動力電池系統(tǒng)能量密度需達(dá)到260Wh/kg。
特斯拉此前使用的18650電池(250Wh/kg)離目標(biāo)還稍有差距,但21700電池系統(tǒng)的能量密度在300Wh/kg左右,已經(jīng)達(dá)標(biāo)。相比特斯拉的高歌猛進(jìn),大部分國產(chǎn)電池的密度僅在100~150Wh/kg之間,形勢不容樂觀。
既然鋰電池不能迅速找到突破,或許換一種材料是種方法,比如“新材料之王”——石墨烯。要知道它可是人類已知的強(qiáng)度高、韌性好、重量輕、透光率高、導(dǎo)電性佳的新型納米材料,集萬千光芒于一身。
石墨烯聚合電池不僅比能量高而且充電速率快,這正好解決了當(dāng)今電動汽車電池痛點(diǎn)。傳統(tǒng)電池雖然能通過一些快速充電方案大大降低充電時間,但比起傳統(tǒng)燃油的充入方式,依然需要用戶抱有極大的耐心。
但石墨烯能帶給我們的驚喜,都可以算是“驚嚇”了,比如早在2015年,華為瓦特實(shí)驗(yàn)室在日本第56屆日本電池大會上發(fā)布的一項(xiàng)快充技術(shù),使得一款3000mAh的石墨烯電池僅需充電5分鐘,就可獲得高達(dá)48%的電量。
更有甚者,早在2014年,西班牙Graphenano公司就與西班牙科爾瓦多大學(xué),合作研究出了首例石墨烯聚合材料電池,這款石墨烯聚合材料電池比能量超過600Wh/kg,單次完全充電僅需8分鐘以內(nèi),簡直就是BUG的存在。
日內(nèi)瓦車展作為每年早開幕的歐洲車展,也是全球五大車展之一,在汽車領(lǐng)域被認(rèn)為是重要的“風(fēng)向標(biāo)”。早在去年,由意大利著名汽車設(shè)計(jì)公司賓尼法利納設(shè)計(jì)的正道全新混合動力概念車H600就驚艷日內(nèi)瓦。
受充電設(shè)備,電池PACK和車輛高壓系統(tǒng)的影響,新能源汽車能夠穩(wěn)定3C充電已經(jīng)非常不容易(3C就是15分鐘充75%的電),50C就是1.2分鐘充滿電。
新車搭載新“微型渦輪發(fā)電機(jī)增程器+超級電池”動力組合,屬于增程式電動汽車。其中正道集團(tuán)自主開發(fā)的石墨烯超級電池備受關(guān)注,動力電池系統(tǒng)能量密度高達(dá)300Wh/kg,可以承受50C強(qiáng)度的5萬次快速充放電,充電速度和可充電次數(shù)都是當(dāng)前主流電池技術(shù)的幾倍到幾十倍。
一、石墨烯電池量產(chǎn)啞火
既然石墨烯電池相比鋰電池優(yōu)點(diǎn)突出,按理說應(yīng)該收獲更多廠家的青睞才對,但就現(xiàn)今看,幾乎沒有主流廠家采用此類電池。
Fisker EMotion采用石墨烯電池材料,充電九分鐘就可以行駛208公里,大續(xù)航里程達(dá)到644公里,高時速為259公里/小時。該車預(yù)計(jì)在2020年,率先在英國出售。
雖然在此前北美車展上,菲斯克公司推出了一款石墨烯電池汽車Fisker EMotion,但骨感的現(xiàn)實(shí)讓多數(shù)人理性的認(rèn)為這僅僅是一款代表前沿技術(shù)的概念產(chǎn)品而已。
而且作為早前特斯拉的勁敵之一,菲斯克的迅速隕落,以及近些年在電池技術(shù)上的噱頭大過實(shí)際,讓我們不得不懷疑這款概念產(chǎn)品的真實(shí)性和實(shí)用性。
菲斯克在不久前宣稱將在2023年量產(chǎn)充電1min行駛800km的固態(tài)電池,但其他數(shù)據(jù)并未公布。事實(shí)上菲斯克的這項(xiàng)技術(shù)專利是否通過,我們都不得而知。
而從即將開始的日內(nèi)瓦車展看,似乎僅有正道汽車和印度Mahindra & Mahindra集團(tuán)旗下意大利轎跑Pininfarina品牌將會發(fā)布石墨烯電池技術(shù)汽車,而且后者(Pininfarina HK GT概念車)的電池技術(shù)是從合作伙伴正道汽車而來。
單從實(shí)驗(yàn)室角度看,石墨烯能帶來巨大效益車聚君并不懷疑,因?yàn)槭╇姵赜直环Q為“圈錢利器”或“論文利器”。不信去大學(xué)看看就知道了,論文量杠杠的,但真到實(shí)用階段,基本都啞火了。
說到啞火,比如上文提到的西班牙Graphenano公司,雖然官方宣稱這款電池有著諸多優(yōu)點(diǎn),但在明眼人看來,這更像是言過其實(shí)。