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电池技术革新:望石墨烯超级电池量产

导读: 如果一辆电动汽车只需花8分钟充一次电就能行驶上千公里,人们还需要排放尾气污染的传统汽车吗?目前电动汽车离这个目标还差得很远,但如果被称为“超级电池”的石墨烯聚合材料电池实现量产,这个目标或许可以达到。

  OFweek锂电网讯 如果一辆电动汽车只需花8分钟充一次电就能行驶上千公里,人们还需要排放尾气污染的传统汽车吗?目前电动汽车离这个目标还差得很远,但如果被称为“超级电池”的石墨烯聚合材料电池实现量产,这个目标或许可以达到。

  市面上在售的电动汽车中,即使性能最强悍的特斯拉Model S,其高配版能实现的最大续航里程也只有502公里,约是传统汽车的一半。而国内一些相对便宜的小型电动汽车,多数续航里程还只停留在300公里以下的水平。再加上充电时间过长,很难不让车主患上“里程焦虑症”。

  这些电动汽车多数以锂电池为动力,主要是钴酸锂电池、磷酸铁锂电池和锰酸锂电池三种。钴酸锂电池能量密度最高,但高温下最不稳定,其他两种能量密度不高。这些缺陷严重影响了电动汽车的续航和充电性能。因此业界一直期盼“超级电池”的出现来改变这种窘迫的现状。

  石墨烯或许能提供一个可行的答案。2004年才诞生的石墨烯是目前已知材料中最薄的一种,仅有一个碳原子厚,并且具有优异的性能。作为电导体,它和铜具有同样出色的导电性,作为热导体,它比目前任何其他材料的导热效果都好。

  如果使用这种材料制作电池,理论上电池重量能比传统锂离子电池减半,厚度也会大幅缩小,储电量高出数倍,并且按照美国伦斯勒理工学院研究人员估算,石墨烯阳极材料比锂离子电池中常用的石墨阳极充放电速度要快10倍。

  西班牙这方面的技术发展目前处于比较领先的地位,当地已有多家创业公司致力于相关研发。不久前媒体关注的一则消息称,西班牙一家企业与当地大学合作开发出新型石墨烯电池,如用于电动汽车,只需8分钟就能完成一次充电,续航里程可达1000公里。

  石墨烯聚合材料电池这么好,是否意味着烧油的汽车就要被“超级电池”汽车淘汰?这倒是未必。

  电动汽车要想真正取代传统汽车,除充电基础设施建设,电池的生产成本也需要大幅降低。石墨烯已被各大工业国列为重要材料进行深度开发,但相关生产技术直到2010年才相对成熟,至今还处在比较初级的应用阶段。尤其是能让电池体积和重量大幅缩小的单层石墨烯材料,其成品率很低,生产成本则偏高。

  此外,像特斯拉这样的电动汽车领导厂商已投巨资建设锂电池工厂,因此短期内很难再投资开发一种全新电池。或许更现实的做法是利用石墨烯的特性提升现有锂电池性能。有市场传闻说,特斯拉准备推出的轿跑很可能使用石墨烯技术来强化锂电池的性能。

  另一方面,目前全球在电池领域的研发不仅限于石墨烯,比如日本就在研发利用镁生产性能更高、成本更低的蓄电池;瑞典有机构正研究利用碳纤维来提高锂电池的性能。但这些新技术还需要多年才可能真正实用化。

  电动汽车确实为人们出行提供了更多选择,但总体上,电动汽车还远未到取代传统汽车的地步。电动汽车的购置成本相对传统汽车没有任何优势,唯一的竞争力就是充电成本比加油低,但如果油价一直维持在低位,加上充电站覆盖的区域与加油站相比实在少得可怜,就难以打动大部分消费者。所以,迄今传统汽车的销量并未受太大影响。

  对电动汽车行业来说,除电池的技术革新,还要尽快统一充电标准,并推动充电桩的大规模建设,只有这样才能打消用惯传统汽车的消费者对电动汽车挥之不去的疑虑。

责任编辑:Angela
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