续航1000km？石墨烯电池？新能源汽车未来可期！

来源：制造业知识服务中心

随着各国燃油车禁售日期逼近，新能源车越来越火，但是，新能源车的续航里程和充电一直是消费者担心的问题，于是各种新型能源不断推出，如氢能源、石墨烯技术的研究也如火如荼。据说，用石墨烯聚合材料电池的新能源车续航能达到1000km？而且国产采用石墨烯技术的新能源车已经进入测试阶段？如果是真的话，那未来的新能源车将有更大的发展潜力哦~~

1 石墨烯材料

石墨烯（Graphene）是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD）。

简单来讲，这种材料在很多方面具有非常优异的特性，在很多方面具有重要的应用前景。对于石墨烯这种万能的革命性“神奇材料”，科学家甚至预言其将“彻底改变21世纪”。

三星研发的石墨烯球（显微结构）

在现有的锂电池看来，石墨烯简直就是一种天降的神奇材料。比如三元锂电池非常怕热，在温度达到200℃后，正极材料就会发生崩解而引发热失控甚至起火；磷酸铁锂电池怕冷，温度降低正极材料析锂能力下降明显，冬季续航腰斩让车主崩溃。面对这些问题，石墨烯不愧为一剂良药。

配合电池组的热管理系统，石墨烯是最理想的导热介质，能非常高效的实现电芯内部的增温降温。另外，石墨烯还能提升电池正负极的导电性能，想要提升电池充电速度，提高电池放电功率，石墨烯也是最好的补品。

4 石墨烯电池应用情况

1.国外情况

2018年，美国公司Fisker曾发布了名为Fisker-EMotion的电动车，据称采用电池采用了石墨烯技术的Fisker-EMotion在快充模式下，9分钟内可获得160公里的续航里程，但这款车已经没有后续消息了。

2.广汽应用情况

广汽从2014年开始研究石墨烯的大规模制备，已具有独立自主知识产权的3DG石墨烯制备技术，并且还将石墨烯材料应用在快充锂离子电池、超级电容、锂硫电池和轻量化车身材料等多个领域。目前，广汽已从电芯、模组、搭载整车多个层面初步验证石墨烯技术，石墨烯电池的量产应用也许很快就会到来。

从广汽集团官网可以看出，2020年7月份，广汽集团在其科技日活动上集中展示的创新科技成果之一的黑科技就是石墨烯科技。

基于石墨烯优良的导电性和特殊的三维结构，广汽开发了一款超级快充电池，它可以做到8min充满80% 电量，可以实现充电10min、续航200~300km。充电速度堪比加油，这将为用户节省大量充电等待时间，提高汽车使用效率。

据报道，广汽集团在2020年底，用石墨烯动力电池进行了实车量产测试。该产品的引入，将有效解决目前电动车所面临的两大核心问题，即充电和续航。

另外，相比三元锂电池或磷酸铁锂电池，石墨烯电池还拥有更高的充电效率以及更长的使用寿命等优势。

不过， 石墨烯电池也有一个非常致命的缺点——生产成本高。这将使得搭载石墨烯电池的新能源汽车售价变得不够平易近人，对于大众消费者而言，用上该技术或许还需要等待一段时间。

当然，换个角度来看，石墨烯电池与高端新能源汽车品牌堪称绝配，后者有充足的利润空间吃掉多余成本，而石墨烯电池所给用户带来的优秀体验，则可以帮助高端新能源汽车品牌在市场上建立优势，再次向更高的价位进行突破。事实上，广汽集团研发该技术，目的也是为了建立高端新能源汽车品牌。

据悉，广汽集团的石墨烯电池技术的首秀将用于子品牌埃安电动汽车之上。该技术不仅可以帮助埃安迅速在市场上站稳脚跟，打响知名度，还可以帮助广汽旗下新能源汽车摆脱对头部动力电池厂商的依赖，促使头部电池企业加快技术创新速度，总体来看，有助于动力电池市场的稳定发展。

只是，考虑到我国充电网络的承受能力，目前即便石墨烯电池技术通过测试，搭载该技术的汽车成功上市，快充想要普及也需要较长时间。

5 结语

目前电池行业内部对于何为石墨烯电池尚未有明确的定论，毕竟，现阶段石墨烯仅仅是作为一种辅助材料运用于电池中，不能为了营销噱头拼命把产品和石墨烯联系到一起，那其实是对技术研发的亵渎。

另外，石墨烯运用比较大的瓶颈还有价格因素。现在广泛采用的负极材料——石墨的单价在5000元左右，计价单位是吨，而高品质的石墨烯的单价也是5000元左右，不好意思，计价单位是克。如今，随着制备工艺的不断改进成熟，近几年，石墨烯的价格坐上了滑梯，一路走低，这将有利于石墨烯技术在电池中的应用。

转载自：机械工程师

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