汽车用石墨烯电池,这件事靠谱吗?
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发布时间：2022-04-24 02:15
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时间：2023-10-21 10:32
关于石墨烯，最近有两件事情。一个圈外，一个圈内。
先说圈外的，前不久，“天才少年”曹原再以第一作者的身份在《Nature》杂志上同时发表了两篇文章，主要介绍石墨烯研究的新突破。
要知道，早在2018年，曹原就曾以第一作者的身份，同时发表了两篇Nature论文。他发现，当两层平行石墨烯以1.1°的扭转角度交错排列时，就会产生超导效应。这个角度也被叫做“石墨烯魔角”。
再说圈内的，上个月，广汽新能源发布公告，基于三维结构石墨烯材料的“超级快充电池”将在今年年底开始实车量产，并由Aion系列车型率先搭载。
广汽新能源提到了两点：1. 对于石墨烯技术的研发，已有6年的时间，积累了丰富的技术经验；2. 在实车测试中，“超级快充电池”仅用8分钟就可以充电85%。
石墨烯是一个热度很高的前沿技术，其超导愿景在诸多产业皆有想象空间。“石墨烯+电池”也不是多么新颖的组合，且背负了太多的争议，究竟是炒作，还是确有突破，仍需要落地检验。
其实，广汽新能源的说法，已经比较巧妙了。他们仅提到了“对于石墨烯技术的研发”，并未直接指出“石墨烯电池”，这在本质上是有区别的。
关于石墨烯技术的具体应用，广汽新能源公布的信息也相当有限。仅提到“8分钟充电85%”的模糊描述，对于电池容量、能量密度、循环寿命等数据并未做过多说明。
直接盖棺定论，还有点早。我们期待，届时广汽新能源会有更多的信息公开。
最近，与电池相关的新消息有很多。
宁德时代刚刚发布了2019年业绩说明会，蜂巢能源搞了一场“无钴”电池线上发布会。据悉，特斯拉的“电池日”原定于5月第三周，暂时推迟到6月份。
目前，“电池界”的确是一个百花齐放的繁荣局面。只是，三元电池和磷酸铁锂电池仍是主流。CTP、刀片、无钴等新技术的应用，使得两大主流方向“谁主沉浮”有了更为摇摆的可能性，可以参考之前的文章《CTP、刀片、无钴……动力电池新技术的幕后黑手是谁？》、《如何正确理解无钴电池？》。
技术突破的本质，在很多时候，受益于材料的突破。换言之，当技术极难突破的时候，可能也说明材料的性能到顶了，需要采用更为先进的材料了。
如果三元电池和磷酸铁锂电池的发展临近极限，下一阶段，还有哪些电池类型可以接棒呢？具体到石墨烯电池，为什么更多的人倾向于这是一个谎言呢？
石墨烯+电池≠石墨烯电
“石墨烯电池”究竟该怎么理解，在学术上并没有严格的定义。
但是，电池定义一般遵循一个原则，“哪种成分起主要作用，就以哪种成分来定义”。
比如，我们最常接触到的智能手机电池，正极是钴酸锂，负极是石墨。如果按照学术上的定义，应该叫做“钴酸锂-石墨电池”，或者“钴酸锂电池”。
当然，我们已经将锂系电池通俗化为“锂离子电池”，是因为索尼公司在将钴酸锂电池推向市场的时候，为了方便传播，锐化锂离子的充放电迁移过程，才称呼为“锂离子电池”。
之后，我们接触到的电池，其命名规则更加专业。由于负极多数为石墨，正极却不同，而且对性能的影响很大。
所以，一般命名以正极材料作区分，比如三元电池（主要为镍钴锰酸锂电池）、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池，基本形成了动力电池领域的主流分支。
那么，“石墨烯电池”是因为正极材料使用了石墨烯吗？从一些反应机理结构图来看，石墨烯只是作为导电添加剂和功能涂层，与正负极材料形成复合电极。
我们不能认为，但凡添加有石墨烯，就称之为“石墨烯电池”。况且，石墨烯究竟起到了怎样的作用？对于充电效率、电池容量、能量密度、循环寿命等指标有着怎样的提高？
这些都需要用数据说话，用事实讲故事。石墨烯究竟担当何种角色，与电池如何融合，表述上需要谨慎些。
并不清白的历史案底
对于石墨烯在电池上的应用，全世界也曾有过狂热的期待，这里举两个典型的例子。
不知道多少人还记得菲斯克汽车。在美国新能源汽车早期发展阶段，菲斯克是与特斯拉齐名的一家新造车公司，但如今大相径庭，一个被收购，一个执大旗。
2016年，菲斯克汽车的创始人亨德里克·菲斯克决定进行“二次突破”，对外宣布将把石墨烯电池应用于Fisker EMotion电动汽车。
关于石墨烯电池的讨论，一时鼎沸。然而，时隔一年后，菲斯克改口称石墨烯电池成本不受控制，技术存在缺陷，只能*放弃，转而使用LG化学的锂离子电池。
同样的故事情节，也发生在三星头上。
2017年，三星决定向石墨烯电池发起挑战，并递交了相关专利。2018年，三星展示了一种搭载“石墨烯球”技术的电池，该技术可以使电池容量增加45%，充电速度提升5倍，并且能够极大地延伸电池的使用寿命。
看上去，对于电池性能而言，这些数据几乎是全方位的优化。但理想很丰满，现实很骨感。时至今日，三星石墨烯电池也没有落地应用的消息。
石墨烯+电池，技术难点在哪里？
当谈论电池的时候，如果不谈论各种性能指标，无异于避重就轻的投机行为。
简单搜索与“石墨烯电池”相关的消息，我们会发现，多数情况下提到的性能突破是“快速充放”。
这恰好也是石墨烯的特殊应用，在学术界，多有研究。一些学者通过控制石墨烯的氧化状态，将其做成电极材料，利用比表面积大的特性实现快速的电化学反应，由此“快速充放”。但注意，这个时候，石墨烯形成的结构更准确来讲是“超级电容”。
电容不是电池，这是两个概念。
超级电容可以快速充放，说明其功率密度很大。然而，最为致命的一点是，超级电容的能量密度反而很低，简单来说就是“一次充电后，储电量太少，续航里程太低”。
所以，如果想把石墨烯融合于电池产业，最终还是要回到锂离子电池本身。
目前可以看到的，主要有两个方向，一是作为导电添加剂，二是作为负极材料。
成本可以先不谈，石墨烯应用本身就隐含了不少困难。
石墨烯作为导电剂，可以促进快速充放电，但对工艺本身提出了很高的要求。常温下，石墨烯也无法做到超导，与更廉价的添加剂相比，并没有太多优势。
至于将石墨烯用作负极材料，理论上比石墨电极容量大，但性能很容易受到表面状态的影响。而且，石墨烯将遇到“一生之敌”硅的挑战，毕竟将硅作为负极材料，容量更大，而且更加唾手可及。
石墨烯绝对是潜力无穷的新技术领域，可以在很多行业大放异彩，但在动力电池领域可能举步维艰。
写在最后
这不是在给“石墨烯”泼冷水，行业也呼唤着电池技术的突围。
但是，科学终究是严肃的。在添入营销概念这一“活水”之前，也需要多加考究，讲事实，摆证据，避免偷换概念。
石墨烯有可能开启一个新时代，但如果滥用概念，反而容易污名化普通人对于石墨烯技术的认知。
还是那句话，一方面保持期待，一方面理性分析。
如果石墨烯+电池确有重大突破，那实在是行业幸事。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
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时间：2023-10-21 10:32
关于石墨烯，最近有两件事情。一个圈外，一个圈内。
先说圈外的，前不久，“天才少年”曹原再以第一作者的身份在《Nature》杂志上同时发表了两篇文章，主要介绍石墨烯研究的新突破。
要知道，早在2018年，曹原就曾以第一作者的身份，同时发表了两篇Nature论文。他发现，当两层平行石墨烯以1.1°的扭转角度交错排列时，就会产生超导效应。这个角度也被叫做“石墨烯魔角”。
再说圈内的，上个月，广汽新能源发布公告，基于三维结构石墨烯材料的“超级快充电池”将在今年年底开始实车量产，并由Aion系列车型率先搭载。
广汽新能源提到了两点：1. 对于石墨烯技术的研发，已有6年的时间，积累了丰富的技术经验；2. 在实车测试中，“超级快充电池”仅用8分钟就可以充电85%。
石墨烯是一个热度很高的前沿技术，其超导愿景在诸多产业皆有想象空间。“石墨烯+电池”也不是多么新颖的组合，且背负了太多的争议，究竟是炒作，还是确有突破，仍需要落地检验。
其实，广汽新能源的说法，已经比较巧妙了。他们仅提到了“对于石墨烯技术的研发”，并未直接指出“石墨烯电池”，这在本质上是有区别的。
关于石墨烯技术的具体应用，广汽新能源公布的信息也相当有限。仅提到“8分钟充电85%”的模糊描述，对于电池容量、能量密度、循环寿命等数据并未做过多说明。
直接盖棺定论，还有点早。我们期待，届时广汽新能源会有更多的信息公开。
最近，与电池相关的新消息有很多。
宁德时代刚刚发布了2019年业绩说明会，蜂巢能源搞了一场“无钴”电池线上发布会。据悉，特斯拉的“电池日”原定于5月第三周，暂时推迟到6月份。
目前，“电池界”的确是一个百花齐放的繁荣局面。只是，三元电池和磷酸铁锂电池仍是主流。CTP、刀片、无钴等新技术的应用，使得两大主流方向“谁主沉浮”有了更为摇摆的可能性，可以参考之前的文章《CTP、刀片、无钴……动力电池新技术的幕后黑手是谁？》、《如何正确理解无钴电池？》。
技术突破的本质，在很多时候，受益于材料的突破。换言之，当技术极难突破的时候，可能也说明材料的性能到顶了，需要采用更为先进的材料了。
如果三元电池和磷酸铁锂电池的发展临近极限，下一阶段，还有哪些电池类型可以接棒呢？具体到石墨烯电池，为什么更多的人倾向于这是一个谎言呢？
石墨烯+电池≠石墨烯电
“石墨烯电池”究竟该怎么理解，在学术上并没有严格的定义。
但是，电池定义一般遵循一个原则，“哪种成分起主要作用，就以哪种成分来定义”。
比如，我们最常接触到的智能手机电池，正极是钴酸锂，负极是石墨。如果按照学术上的定义，应该叫做“钴酸锂-石墨电池”，或者“钴酸锂电池”。
当然，我们已经将锂系电池通俗化为“锂离子电池”，是因为索尼公司在将钴酸锂电池推向市场的时候，为了方便传播，锐化锂离子的充放电迁移过程，才称呼为“锂离子电池”。
之后，我们接触到的电池，其命名规则更加专业。由于负极多数为石墨，正极却不同，而且对性能的影响很大。
所以，一般命名以正极材料作区分，比如三元电池（主要为镍钴锰酸锂电池）、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池，基本形成了动力电池领域的主流分支。
那么，“石墨烯电池”是因为正极材料使用了石墨烯吗？从一些反应机理结构图来看，石墨烯只是作为导电添加剂和功能涂层，与正负极材料形成复合电极。
我们不能认为，但凡添加有石墨烯，就称之为“石墨烯电池”。况且，石墨烯究竟起到了怎样的作用？对于充电效率、电池容量、能量密度、循环寿命等指标有着怎样的提高？
这些都需要用数据说话，用事实讲故事。石墨烯究竟担当何种角色，与电池如何融合，表述上需要谨慎些。
并不清白的历史案底
对于石墨烯在电池上的应用，全世界也曾有过狂热的期待，这里举两个典型的例子。
不知道多少人还记得菲斯克汽车。在美国新能源汽车早期发展阶段，菲斯克是与特斯拉齐名的一家新造车公司，但如今大相径庭，一个被收购，一个执大旗。
2016年，菲斯克汽车的创始人亨德里克·菲斯克决定进行“二次突破”，对外宣布将把石墨烯电池应用于Fisker EMotion电动汽车。
关于石墨烯电池的讨论，一时鼎沸。然而，时隔一年后，菲斯克改口称石墨烯电池成本不受控制，技术存在缺陷，只能*放弃，转而使用LG化学的锂离子电池。
同样的故事情节，也发生在三星头上。
2017年，三星决定向石墨烯电池发起挑战，并递交了相关专利。2018年，三星展示了一种搭载“石墨烯球”技术的电池，该技术可以使电池容量增加45%，充电速度提升5倍，并且能够极大地延伸电池的使用寿命。
看上去，对于电池性能而言，这些数据几乎是全方位的优化。但理想很丰满，现实很骨感。时至今日，三星石墨烯电池也没有落地应用的消息。
石墨烯+电池，技术难点在哪里？
当谈论电池的时候，如果不谈论各种性能指标，无异于避重就轻的投机行为。
简单搜索与“石墨烯电池”相关的消息，我们会发现，多数情况下提到的性能突破是“快速充放”。
这恰好也是石墨烯的特殊应用，在学术界，多有研究。一些学者通过控制石墨烯的氧化状态，将其做成电极材料，利用比表面积大的特性实现快速的电化学反应，由此“快速充放”。但注意，这个时候，石墨烯形成的结构更准确来讲是“超级电容”。
电容不是电池，这是两个概念。
超级电容可以快速充放，说明其功率密度很大。然而，最为致命的一点是，超级电容的能量密度反而很低，简单来说就是“一次充电后，储电量太少，续航里程太低”。
所以，如果想把石墨烯融合于电池产业，最终还是要回到锂离子电池本身。
目前可以看到的，主要有两个方向，一是作为导电添加剂，二是作为负极材料。
成本可以先不谈，石墨烯应用本身就隐含了不少困难。
石墨烯作为导电剂，可以促进快速充放电，但对工艺本身提出了很高的要求。常温下，石墨烯也无法做到超导，与更廉价的添加剂相比，并没有太多优势。
至于将石墨烯用作负极材料，理论上比石墨电极容量大，但性能很容易受到表面状态的影响。而且，石墨烯将遇到“一生之敌”硅的挑战，毕竟将硅作为负极材料，容量更大，而且更加唾手可及。
石墨烯绝对是潜力无穷的新技术领域，可以在很多行业大放异彩，但在动力电池领域可能举步维艰。
写在最后
这不是在给“石墨烯”泼冷水，行业也呼唤着电池技术的突围。
但是，科学终究是严肃的。在添入营销概念这一“活水”之前，也需要多加考究，讲事实，摆证据，避免偷换概念。
石墨烯有可能开启一个新时代，但如果滥用概念，反而容易污名化普通人对于石墨烯技术的认知。
还是那句话，一方面保持期待，一方面理性分析。
如果石墨烯+电池确有重大突破，那实在是行业幸事。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
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时间：2023-10-21 10:32
关于石墨烯，最近有两件事情。一个圈外，一个圈内。
先说圈外的，前不久，“天才少年”曹原再以第一作者的身份在《Nature》杂志上同时发表了两篇文章，主要介绍石墨烯研究的新突破。
要知道，早在2018年，曹原就曾以第一作者的身份，同时发表了两篇Nature论文。他发现，当两层平行石墨烯以1.1°的扭转角度交错排列时，就会产生超导效应。这个角度也被叫做“石墨烯魔角”。
再说圈内的，上个月，广汽新能源发布公告，基于三维结构石墨烯材料的“超级快充电池”将在今年年底开始实车量产，并由Aion系列车型率先搭载。
广汽新能源提到了两点：1. 对于石墨烯技术的研发，已有6年的时间，积累了丰富的技术经验；2. 在实车测试中，“超级快充电池”仅用8分钟就可以充电85%。
石墨烯是一个热度很高的前沿技术，其超导愿景在诸多产业皆有想象空间。“石墨烯+电池”也不是多么新颖的组合，且背负了太多的争议，究竟是炒作，还是确有突破，仍需要落地检验。
其实，广汽新能源的说法，已经比较巧妙了。他们仅提到了“对于石墨烯技术的研发”，并未直接指出“石墨烯电池”，这在本质上是有区别的。
关于石墨烯技术的具体应用，广汽新能源公布的信息也相当有限。仅提到“8分钟充电85%”的模糊描述，对于电池容量、能量密度、循环寿命等数据并未做过多说明。
直接盖棺定论，还有点早。我们期待，届时广汽新能源会有更多的信息公开。
最近，与电池相关的新消息有很多。
宁德时代刚刚发布了2019年业绩说明会，蜂巢能源搞了一场“无钴”电池线上发布会。据悉，特斯拉的“电池日”原定于5月第三周，暂时推迟到6月份。
目前，“电池界”的确是一个百花齐放的繁荣局面。只是，三元电池和磷酸铁锂电池仍是主流。CTP、刀片、无钴等新技术的应用，使得两大主流方向“谁主沉浮”有了更为摇摆的可能性，可以参考之前的文章《CTP、刀片、无钴……动力电池新技术的幕后黑手是谁？》、《如何正确理解无钴电池？》。
技术突破的本质，在很多时候，受益于材料的突破。换言之，当技术极难突破的时候，可能也说明材料的性能到顶了，需要采用更为先进的材料了。
如果三元电池和磷酸铁锂电池的发展临近极限，下一阶段，还有哪些电池类型可以接棒呢？具体到石墨烯电池，为什么更多的人倾向于这是一个谎言呢？
石墨烯+电池≠石墨烯电
“石墨烯电池”究竟该怎么理解，在学术上并没有严格的定义。
但是，电池定义一般遵循一个原则，“哪种成分起主要作用，就以哪种成分来定义”。
比如，我们最常接触到的智能手机电池，正极是钴酸锂，负极是石墨。如果按照学术上的定义，应该叫做“钴酸锂-石墨电池”，或者“钴酸锂电池”。
当然，我们已经将锂系电池通俗化为“锂离子电池”，是因为索尼公司在将钴酸锂电池推向市场的时候，为了方便传播，锐化锂离子的充放电迁移过程，才称呼为“锂离子电池”。
之后，我们接触到的电池，其命名规则更加专业。由于负极多数为石墨，正极却不同，而且对性能的影响很大。
所以，一般命名以正极材料作区分，比如三元电池（主要为镍钴锰酸锂电池）、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池，基本形成了动力电池领域的主流分支。
那么，“石墨烯电池”是因为正极材料使用了石墨烯吗？从一些反应机理结构图来看，石墨烯只是作为导电添加剂和功能涂层，与正负极材料形成复合电极。
我们不能认为，但凡添加有石墨烯，就称之为“石墨烯电池”。况且，石墨烯究竟起到了怎样的作用？对于充电效率、电池容量、能量密度、循环寿命等指标有着怎样的提高？
这些都需要用数据说话，用事实讲故事。石墨烯究竟担当何种角色，与电池如何融合，表述上需要谨慎些。
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对于石墨烯在电池上的应用，全世界也曾有过狂热的期待，这里举两个典型的例子。
不知道多少人还记得菲斯克汽车。在美国新能源汽车早期发展阶段，菲斯克是与特斯拉齐名的一家新造车公司，但如今大相径庭，一个被收购，一个执大旗。
2016年，菲斯克汽车的创始人亨德里克·菲斯克决定进行“二次突破”，对外宣布将把石墨烯电池应用于Fisker EMotion电动汽车。
关于石墨烯电池的讨论，一时鼎沸。然而，时隔一年后，菲斯克改口称石墨烯电池成本不受控制，技术存在缺陷，只能*放弃，转而使用LG化学的锂离子电池。
同样的故事情节，也发生在三星头上。
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看上去，对于电池性能而言，这些数据几乎是全方位的优化。但理想很丰满，现实很骨感。时至今日，三星石墨烯电池也没有落地应用的消息。
石墨烯+电池，技术难点在哪里？
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简单搜索与“石墨烯电池”相关的消息，我们会发现，多数情况下提到的性能突破是“快速充放”。
这恰好也是石墨烯的特殊应用，在学术界，多有研究。一些学者通过控制石墨烯的氧化状态，将其做成电极材料，利用比表面积大的特性实现快速的电化学反应，由此“快速充放”。但注意，这个时候，石墨烯形成的结构更准确来讲是“超级电容”。
电容不是电池，这是两个概念。
超级电容可以快速充放，说明其功率密度很大。然而，最为致命的一点是，超级电容的能量密度反而很低，简单来说就是“一次充电后，储电量太少，续航里程太低”。
所以，如果想把石墨烯融合于电池产业，最终还是要回到锂离子电池本身。
目前可以看到的，主要有两个方向，一是作为导电添加剂，二是作为负极材料。
成本可以先不谈，石墨烯应用本身就隐含了不少困难。
石墨烯作为导电剂，可以促进快速充放电，但对工艺本身提出了很高的要求。常温下，石墨烯也无法做到超导，与更廉价的添加剂相比，并没有太多优势。
至于将石墨烯用作负极材料，理论上比石墨电极容量大，但性能很容易受到表面状态的影响。而且，石墨烯将遇到“一生之敌”硅的挑战，毕竟将硅作为负极材料，容量更大，而且更加唾手可及。
石墨烯绝对是潜力无穷的新技术领域，可以在很多行业大放异彩，但在动力电池领域可能举步维艰。
写在最后
这不是在给“石墨烯”泼冷水，行业也呼唤着电池技术的突围。
但是，科学终究是严肃的。在添入营销概念这一“活水”之前，也需要多加考究，讲事实，摆证据，避免偷换概念。
石墨烯有可能开启一个新时代，但如果滥用概念，反而容易污名化普通人对于石墨烯技术的认知。
还是那句话，一方面保持期待，一方面理性分析。
如果石墨烯+电池确有重大突破，那实在是行业幸事。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
