今年4月在香港的環(huán)球資源電子展上,以石墨烯為導(dǎo)電劑的充電演示,讓科技界頗為振奮,容量為5000mAh的電池,充滿時間為15分鐘。
發(fā)現(xiàn)了石墨烯(被稱為“黑金”)的海姆和諾沃肖洛夫教授,2010年攜手獲得諾貝爾物理學(xué)獎。作為世界上最薄、最硬的納米材料,它能在攝氏零下30度到零上80度的自然環(huán)境中從容工作,還擁有極強(qiáng)的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能。
幾年前,西班牙Graphenano公司同科爾瓦多大學(xué)合作研究出首例石墨烯聚合材料電池,其儲電量是當(dāng)時市場最好產(chǎn)品的3倍,用此電池提供電力的電動車?yán)m(xù)航達(dá)到1000公里,充電時間只要8分鐘。
筆者從美國專業(yè)媒體獲悉,搭載石墨烯電池的一款命名為Emotion的純電動車,將在8月17日正式發(fā)布。它來自純電動車制造商Fisker。官方公布的數(shù)據(jù)為最高時速259公里/小時,最高續(xù)航里程為644公里。
材料科學(xué)家預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”,如果以其作為導(dǎo)電劑,也必將“徹底改變電動汽車的命運(yùn)”。
電動車暫時不能替代傳統(tǒng)的汽柴油車,首先就是電池容量導(dǎo)致的里程焦慮。“很多人都害怕充不夠電,被堵在城市的路上。”或者“害怕找不到充電樁,不敢跨省自駕游。”雖然提升電池容量的方法無非是增加電池容量,但是因此增加的整車重量、制造成本是一個硬幣的兩面。其次,電動車的充電效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于加油的過程,即使應(yīng)用超級充電樁,特斯拉充滿一次電也要將近3個小時。而汽柴油車加滿一箱油也就幾分鐘而已。只有找到更好的替代材料,才能迎來電動汽車的未來。
自2016年以來,中國石墨烯企業(yè)爆發(fā)式增長,年度新增企業(yè)超過700家,其中研發(fā)類企業(yè)占比約43%。目前中國的石墨烯產(chǎn)品質(zhì)量相對拙劣,產(chǎn)業(yè)完全處于導(dǎo)入期。在全球范圍內(nèi),石墨烯聚合材料電池也無法量產(chǎn),緣于制備技術(shù)局限,原材料價格昂貴。
學(xué)術(shù)界有觀點認(rèn)為,石墨烯本身納米材料的高比表面積等性質(zhì)與現(xiàn)在的鋰離子電池工業(yè)的技術(shù)體系是不兼容的,完全替代的希望十分渺茫。材料學(xué)專家亦不認(rèn)為“石墨烯基電池”可以稱做“石墨烯電池”。
以仰融為例,他們目前只做到石墨烯鈦酸鋰電池,下一步是實現(xiàn)石墨烯鋰硫電池量產(chǎn),純石墨烯材料的電池還是理想。中國石墨烯產(chǎn)業(yè)奠基人馮冠平認(rèn)為,要再過5-10年的發(fā)展,石墨烯產(chǎn)業(yè)才能實現(xiàn)制備技術(shù)成熟化、終端產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化。如果一旦夢想成真,電動車勢必會因為“黑金”而騰飛。
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