石墨烯电池太缥缈 现有动力锂电池很靠谱

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1、石墨烯电池太缥缈 现有动力锂电池很靠谱自从特斯拉微博被热炒之后，几乎每隔一段时间就会冒出几篇高科技电池电动车的 新闻。什么丰田的氢燃料电动车，能跑 1600公里的铝电池电动车，一次充电跑 600公里的液 流电池车，石墨烯电池，铝离子电池似乎，我们现在用锂电池简直是太蠢了，新的能源革命早就应该到来了，但事实真的像 新闻描述的那么美好吗？我们来看看真相。一、电动车电池的真相 电动车的核心技术是电池、电机、电控，然后就是传统汽车上的底盘技术之类的东西。其中电机技术现在已经比较成熟，电控随着摩尔定律也在不断进步，汽车底盘技术发展了这 么多年，更不是瓶颈。电动车的核心问题就在电池上面。对于电动车来说，理

2、想的电池应该有以下几个特性一）有足够能能量密度，单位体积单位重量要有足够的容量，这样才能跑更远的路程。二）有足够的功率密度，单位体积单位重量能产生足够大功率，这样车才能加速快，才能 爬坡。三）能量补充速度要快，充电或者换电都要快，要不然就只能限定在城市通勤，白天跑路 晚上充电的模式。四）平均使用成本要便宜，寿命和价格综合起来要有竞争力。 现在已经上市的电动车，主要有两种电池，一种高速电动车的锂离子电池，包括磷酸铁锂、锰酸锂、三元锂电池等等。还有一种是低速电动车的铅酸电池。就电动车的要求要看，锂电池功率密度和能量密度都不错，但是充电没法快，价格也高 昂。没有补贴支持的话，只能用于特斯拉这种高定位

3、的车型。铅酸电池功率密度和能量密度都低，充电也慢，但是价格相对便宜，用在短途低速电动 车上比较适宜。但是有污染问题，现在中国不鼓励发展。其他流言中很牛的这个电池，那个电池，很遗憾，还没有能够量产上路，有几种有实验 性的公交线路在用。真正通过了实践检验，现实中可以大规模使用的就这两种。流言中高级 电池或者根本就不靠谱，或者还在实验室阶段。二、传说中的高级电池（一）氢燃料电池我们先来日本搞得氢燃料电池，燃料电池我们可以理解成一种加燃料产生电能，一般不 充电的电池。也就是说，氢燃料电池的充电方式其实就是加注氢，和我们传统汽车加油是一 样的。氢燃料电池电动车的优势是没有污染物排放，氢发电，电机驱动车辆

4、，我们只要把加油 站换成加氢站就可以了。这个过程看上去很简单，但是问题出在氢的制造、运输、储存上。气态氢气需要高压气 罐储存，液态氢气需要大量电能维持在很低的温度。使用远比燃油麻烦。虽然氢气制造并不是很困难，但是把制造好的氢气运输到加氢站，就需要铺设专门的管 道。而加氢站给氢燃料电池电动车加氢，也需要专门的设备。（氢有氢脆，对传输、储存的材 料要求很高，氢气很容易泄露爆炸燃烧，对设备的安全性要求也很高）燃油，天然气都有现成的基础设施可以利用，锂电池有现成的电网可以利用。而氢燃料 电池电动车需要从头建立一整套制造、运输、储存的系统，全套的基础设施。这个难度太大。所以，除非有政府不计成本的补贴建设

5、全套基础设施，否则氢燃料电池电动车就是个花 瓶。日本搞这个因为日本在整个氢燃料产业链上全部占有制高点，其他国家不会那么傻，自 己投入巨资重建一套系统，还让日本人掌控命脉，所以氢燃料电池难以推广。（二）铝空气电池铝空气电池虽然是金属电池，其实也应该算作燃料电池。通常铝空气电池也是不充电的， 只需要更换铝材料即可。其实铝空气电池的原理类似的助听器里面常见的锌空气电池。 这种金属燃料电池的优点是能量密度比大，缺点是功率密度比低。用在低功率的助听器 上没有问题，用在汽车上功率会不太够，往往要配合功率高的锂电池使用。锌空气电池相比来说比较成熟，已经有量产产品，在汽车上也有试用。 铝空气电池比锌空气电池能

6、量密度更高，有更好的前途，但是因为铝的化学性质问题， 难以保证安全稳定，目前连可以量产的成品都没有，实用化为时尚早。而且，金属燃料电池因为不充电，同样面临着产业链的问题。无论是锌空气电池还是铝 空气电池，都是下面这种循环。1、金属制造厂电解金属氧化物制造金属；2、金属运输到换电站3、换电站用金属更换掉用户电动车内的金属氧化物（金属电池放电完毕生成氧化物）4、厂方回收氧化物重新电解成金属。在这个流程中，需要建立一条从制造到运输，到更换，到回收的产业链。同样涉及到基 础设施建设。建立遍布全国的换电站几乎是不可能完成的任务。所以，即使铝空气电池成功，也只能用于城市公交、出租一类可以固定位置换电（出租

7、车 在出租公司，公交车在公交公司）的场所。全面普及和氢燃料电池同样困难。（三）液流电池 液流电池是普通的化学电池，它的特点是把正极和负极电解液单独存放，解决了普通化 学电池活性物质利用率的问题。理论上可以有更高的能量密度，而且充放电次数也更多，有 非常理想的性能。但是液流电池受制于材料和电解液的浓度，发展了多年能量密度依然很低，储能电站可 以使用，不能用到汽车。最近，麻省理工的科学家蒋业明博士发明了半固态锂液流电池，在材料上做了革新，让 电解液浓度大幅度提升，这就让能量密度和功率密度达到了实用化的水平。不过，蒋博士的这个电池还在实验室阶段，到成熟的成品尚有时日，更不用说量产了。NanoFlow

8、cell AG 公司推出液流电池汽车，从其给出的技术指标看，似乎是做到了很高 的能量密度，可以实用化，目前车辆已经开始测试。但真假还有待验证。但是，液流电池是最近我们看到种种高级电池中比较靠谱的一个，只要把实验室技术转 化成量产产品，就可以真正改变电动车行业。让电动车跑的更远，价格更便宜（液流电池的原 理决定它所使用的昂贵材料更少），充电更快（液流电池可以通过电网充电，也可以直接更换 电解液完成快速充电，不过更换电解液同样需要产业链配套）（四）看上去很美石墨烯电池 石墨烯有很大的比表面积，可以携带更多的锂离子，得到和失去锂离子的速度都很快， 这种特性给锂电池增加容量，加快充放电速度提供了物理基

9、础。但是在试验中，石墨烯做负极的锂电池循环寿命很差，充放电快，但是两次就失效了， 显然是不能用的。于是，人们就开始研发各种各样的复合材料来做负极，试图找到一种材料，能把充放电 速度快、长循环寿命、高能量密度，低成本结合起来。各个实验室搞得论文很多，但是能实用化的东西还没有，近期，西班牙世界报发新闻说西班 牙一个大学搞出来一种石墨烯电池，在高充放电速度的同时，还有更长的循环寿命、更高的 能量密度和比目前锂电池稍低的成本。德国汽车企业将开始试验。如果报道属实的话，那么这种电池很有前途，也许将改变电动车的命运，如果加油时间 和充电时间一样，那么充电站就可以替代加油站，电动车也就能真的替代燃油车。三、存在即合理 我们目前上市的电动车使用铅酸电池，锂电池，不是电动车企业蠢，不知道采用新技术， 而是在目前能量产能供货的电池中，只有这两种是可用靠谱的，其他或者是技术不成熟，或 者是产业链无法配套的、或者是成本太高无法商用。除了我们前面说的几种电池，还有飞轮电池、核电池、超级电容往往都是实验室看 起来很美，但是迟迟没有实用化的消息，所以以后看到这类意淫，你可以一笑了之，不必认 真。存在即合理，一种电池真能做到实用，三五年就会被广泛使用了，而目前还不用，一定 是有问题。电池的突破将改变未来，但是我们得有耐心。