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石墨烯电池前途泡沫化

作者:
黄耀鹏
时间:
2015-12-07 14:08:10

□本刊记者 黄耀鹏

如果厂商能制造出一种车载电池,充一次电可行驶1000公里,而充电时间只有一两分钟,甚至短于燃油车的加油耗时,充放电效率高达90%以上,那么这种电池的发明者恐怕会获得诺贝尔奖,而搭载这种电池的汽车将完全改变汽车业的游戏规则。

长期以来,跟汽车电子相比,电池的技术进步堪称龟速。vw给了我们做梦的机会,醒来发现黄粱未熟。

石墨烯让电池厂躲着走

石墨烯到底是什么,跟石墨有什么关系?说起来还真有点关系。石墨是多层堆叠的碳结构,层数少到一定程度,比如只有10层以下碳原子,就成了二维结构,即为“石墨烯”。铅笔芯是最常见的石墨,在纸上划一道,纸上的印迹就是“石墨烯”。

就是后者让股市一度为之疯狂。不断有消息放出来称石墨烯可以促成电池革命,大家跑步进入电动车时代。忽悠了几年,该冷静的也就冷静下来。

以前物理学家们相信,远离绝对零度时,石墨烯不可能稳定存在。2010年两个英国人分离出石墨烯(用特殊胶带撕扯剥离石墨),并发现常温霍尔效应,得到了诺贝尔奖。

单层或者2层石墨烯确实很神奇:最薄、最坚硬、最导热、最导电,简直就是上帝赋予的材料。但只是看上去很美。

石墨烯的成本非常高昂,在2010年左右每克几千元的售价,做成电池谁买?现在有公司声称将石墨烯的成本降低10倍,但仍然比每吨几万、几十万的锂电池原料贵太多。

即便不考虑成本,石墨烯很难分离到“完美”的1-2层,现有几种方法分离出的石墨烯,充满着官能团和瑕疵,层数不一,电化学性能远不尽人意。而且,石墨烯做负极,理论上最多是石墨负极两倍的容量,首次效率低得吓人,性能受表面状态影响极大,而硅做负极的理论容量近石墨的10倍,石墨烯就是成本低了也玩不过人家。

石墨烯不是比黄金都贵吗?有人提出,像撒芝麻一样,在导电剂中掺点石墨烯。但马上就有唱反调的人站出来说,石墨烯做导电剂分散性,还不如廉价的碳家族兄弟。石墨烯很容易把从正极出发的锂离子通道给堵死,反映到宏观层面,就是这种电池充一两次电之后,劣化速度“杠杠的”,很快就废了。

因此,鼓吹石墨烯之神奇的,除了名不见经传的小公司,就是研究机构。千万别认为是物理研究机构,居然是股票投资研究机构。搞投资的越俎代庖,发表物理学见解,还言之凿凿,似乎深得厚黑真谛。

况且,石墨烯就算便宜也有问题。其表面特性受化学状态影响巨大,批次稳定性、循环寿命都是坑。这怎么能满足锂电池生产的一堆细致的要求?电池厂家不绕着走才怪。

电池大厂,诸如特斯拉的“御用厂”松下就从未考虑过什么“石墨烯电池”,倒是硅负极电池已经上马。新一代18650电池已经开始使用硅负极。

特斯拉当年用小个头的18650电池串并联,让业界大跌眼镜,继而喷成一片。现在新一代18650电池出山,特斯拉又是第一个站出来拥护。实际上,特斯拉是花了数十亿美元自己打造电池工厂,用松下转让技术生产18650锂电池,而不是什么新技术电池。如果石墨烯有戏,特斯拉投了这几十亿就打水漂了。马斯克如果这么蠢,他似乎应该破产在上市前,而不是现在活蹦乱跳。

谁还在吹石墨烯

既然重量级电池厂和整车厂都视“石墨烯”如无物,我们到底遵从哪个权威。诺贝尔还是实用工程?

应该说,将两者对立起来的恐怕是一个阴谋。股市中利用概念套利,应该算是祖传戏法,利用诺贝尔奖背书,不过是戏法中的“大龙凤”而已。欺负的就是普通投资者不了解。石墨烯的神奇之处,前提在于其完美的“二维”形态。试验室里能实现,但工厂里做不出,或是无法在可接受的成本下做出,诸如现在分离成“麻袋片”一样的粗糙工艺,是无法复现神奇的。

然而就在今年,石墨烯已经退烧之际,西班牙一家规模化生产石墨烯的公司,声称同西班牙科尔瓦多大学合作,研究出首例石墨烯聚合材料电池。其储电量是目前市场最好产品的3倍,用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里,而其充电时间不到8分钟。

该公司还声称,该神奇电池将在今年投入生产,并与两家德国汽车公司合作进行试验。当然,这两家德国公司保持神秘,未露真容。

现在已近年底,说好的神奇电池呢?跑车试验呢?背书的德国汽车公司呢?全都不见踪影。这个故事告诉我们,吹牛不要吹当年的牛。太早露馅儿,首轮融资都来不及兑现,C轮死更没资格。

这个西班牙公司不会幻想还有若干中国糊涂虫充当接盘侠吧。实际上,中国人早在老外之前,就在鼓吹石墨烯是“21世纪材料”了。

去年,有“中科院上海某所”研究人员宣称,有关石墨烯的超级锂电池研发顺利,有望在2015年实现量产。以石墨烯为原料的锂电池能量密度高达600wh/kg,是传统动力锂电池的5倍,石墨烯电池研发成功后,国内新能源汽车续航能力将大大提升,新能源汽车的推广难题也有望得到解决。

可是,不识趣的比亚迪还是死抱着自己的电池方案不放,没有考虑如此先进的替代方案。唐、宋、元,就算“历朝历代”出全了,也未必轮到石墨烯。推“轻混动”砸“清洁柴油”场子的丰田更是不解风情,用区区1.8KWh的小电池撑场面。

石墨烯在实验室里表现出的卓越性能,被认为在屏显、超级电容和工业催化剂方面有潜力,但距离商业化应用还有很长的路要走。至于在超级电池上的商业价值?不如还是趁早洗洗睡吧。期望短期就能换钱花的,不是忽悠人的,就是被忽悠的。

(作者/黄耀鹏)【版权声明】本文系汽车人传媒独家原创稿件,版权为汽车人传媒所有。欢迎转载,请务必说明出处及作者,否则必将追究法律责任。

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