那些宣称要做石墨烯电池的,基本就是扯!

刘冠伟

唉。唉。唉。石墨烯这个泡泡吹的太大了。我是个搞电池的,石墨烯在别的方向用我不敢下结论,在电池领域,尤其是锂电池方向用,做“石墨烯电池”,基本就属于扯蛋!(在这里,不包括超级电容器和锂硫等新一点的电池,它们可能要乐观一些)。

首先我想问一下,啥叫石墨烯电池?其实到现在也没什么严格的定义吧?不像锂离子,起码维基百度一下都有。这玩意,说白了,就是在传统电池里面加点石墨烯进去,OK,好点的,把一个电极的材料全换成石墨烯(不过一克上千的价格,最后做成电池贵的一比,你会买么?)。说来说去,99.99%的石墨烯电池几乎都是在传统的锂离子等电池里面添点石墨烯,然后就办了。所以,基本就不存在什么石墨烯电池,只存在“掺/用了石墨烯的锂离子电池/铅酸电池等”。

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当然了,少数科研中也有少数的真——全石墨烯型电池/电容器,不过对于石墨烯表面氧化状态等等的要求实在是太高了,更不用说全石墨烯的那高的吓人的成本。你们天天嫌电池贵,这玩意真上了,你们会用么?不过考虑到此,全石墨烯电池的链接也可以祭出一篇,有兴趣的可以自己研究:All-graphene-battery: bridging the gap between supercapacitors and lithium ion batteries : Scientific Reports : Nature Publishing Group。

我们讨论的仍然是石墨烯用在锂离子电池中有没有前途这样的一个问题。

1、首先还是说说成本吧,在锂电池中应用,石墨烯主要起到的作用,一是导电剂,二是可能做电极嵌锂材料。其实,这两点,都是在和传统的导电碳/石墨竞争。

a、那么问题来了,你知道这俩玩意多便宜么?都是论吨卖的,论克卖的石墨烯哪天能降到这个价?现在锂电池用的各种材料,都是一吨几万十万左右的东西,而且天天承受着要求降价的压力,用石墨烯完全不现实。

b、就是石墨烯比表面积这么大,分散什么的问题一大堆,电池厂调工艺还不累死,谁愿意上这个技术?石墨烯表面特性受化学状态影响巨大,批次稳定性,循环寿命等等都有很多问题,怎么满足锂电池生产的一堆细致要求?

c、 哪怕解决了以上问题,石墨烯做负极,理论上最多是石墨负极两倍的容量,首次效率低的吓人,性能受表面状态影响极大,你给我一个不用硅用它的理由,硅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。。。(硅负极这两年各大电池厂已经上开了,松下的4AH18650就已经开始了使用),大家要是搜到了哪个大电池厂(注意:大)用石墨烯做锂电池的具体信息,告诉我一声。

d、做导电剂的话,如果分散不好,白扯。而且碳家族物美价廉的材料多的很,为什么非要用死贵的石墨烯呢。而且还听说石墨烯一张大纸的这种状态,会把锂离子扩散通道给堵死,这不是我说的,是宁波所的负责这块的人说的。

2、所以,基本也不存在什么石墨烯电池与传统设备的兼容性的问题,因为本来就是掺了点石墨烯的锂离子/铅酸电池,也不存在替代问题,因为这个技术压根就不靠谱。

说点认真的,你可以搜搜三星,松下,LG等企业的美国专利,里面石墨烯的专利是很多,不过大部分都布局在柔性器件半导体显示屏等方面,电池只占少数。点开仔细看看,大多专利里石墨烯只出现个三四次,你知道什么意思吗?就是只说某个东西可以加点这玩意进去,仅仅是提到,提到而已。松下的这方面的专利就更少的可怜了。

电池,松下就是一个标杆,人家的专利里,这方面的内容不能说没有,但是不多,有兴趣的可以搜搜美国专利局网站什么的。我相信松下18650电池的容量3.2-3.5-3.7-4.0Ah这样一点点涨,不能相信这种动不动100%以上的“突破”。谁在踏实做工作,人在做,天在看。

大家可能天天看到XX把电池在半分钟内充满的新闻。我想说的是,在实验室做出一个快充的小电池很容易,但是要让它走出实验室,工业化,中间需要解决的问题多了,可能十几个人几十人人忙一年,就是在调一个,注意,仅是一个参数或性能,而如果能成功了就阿弥陀佛了,失败的还有好多呢。再说到快充,对于汽车这样的东西来说,特斯拉的半小时快充已经很极限,别再追求大电流,不安全。再说,汽车几千节电池和手机一节电池的快充根本不是一个量级的事情,无法放在一起讨论。

另外,西班牙Graphenano和Cordoba合作的那个石墨烯电池呢?

“1)储电量是目前市场最好产品的三倍。一个锂电池(以最先进的为准)的比能量数值为180wh/kg,而一个石墨烯电池的比能量则超过600wh/kg。2)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。3)使用寿命长。其使用寿命是传统氢化电池的四倍,是锂电池的两倍。4)重量轻。石墨烯的特性使得电池的重量可以减少为传统电池的一半,这样可以提高装载该电池的机器的效率。 5)成本低。生产这种电池的公司表示,它的成本将比锂电池低77%。”

这么说吧,这电池要是真这么好,为毛MODEL S不用?为毛日产LEAF不用?为毛BYD秦唐不用?为毛PRIUS不用?为毛VOLT不用?

宣称没用啊,我还可以宣称我娶了高圆圆,是世界首富呢,问题是你们信吗。。。。这条信息没什么用,电池性能提高太多的新闻大都不可信,我想反驳都不知道从哪开始,因为槽点满满。至于他们和德国汽车企业合作嘛。。。

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反正你是搜不出什么有意义的信息的。考虑到一般汽车企业对于新技术可靠性的严格的要求以及相对保守的态度,我认为这个信息基本不可信,最多也就是给人家送了个样而已。

结语:

对于很多事情,大多数人宁要虚假的希望,也不要残酷的真相。我从不拒绝想像力,这也是推动人类社会前进的重要动力,但是你不能指望这个东西万能,套进来就能推动一个行业的发展,要不然你用互X网思维给我做个电池试试?电池技术发展的确比较缓慢,这需要我们大家一起踏实把事情做好,而不是天天指着满天飞的噱头来解决生活中的问题。看看日本做电池的那种匠人精神,这永远是值得我们学习的。

本人仅仅表达了对于石墨烯电池的观点,并没有评价石墨烯在其它领域中的应用前景。其实我认为在新型柔性电池、器件、显示、催化剂方面,石墨烯可能是有前景的。但是电池方面嘛,不看好。嗯!

作者:刘冠伟

来源:第一电动网

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