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每經(jīng)記者丨孫磊 李碩
日前,多位業(yè)內(nèi)大佬疑似“隔空對(duì)話”,不僅將動(dòng)力電池行業(yè)徹底點(diǎn)燃,更是將有關(guān)“石墨烯電池”的討論推至高潮。
1月16日,廣州汽車集團(tuán)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱廣汽集團(tuán))黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)曾慶洪宣布,廣汽集團(tuán)的石墨烯快充電池具備6C快充能力,結(jié)合高功率超充設(shè)備,最快8分鐘就能充電至80%,結(jié)合硅負(fù)極材料,能量密度可提高到280Wh/kg左右,壽命大于1600循環(huán),車輛續(xù)航里程可達(dá)到1000km。
就在同一天,中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高卻表示:“如果有人說(shuō),(他的電動(dòng)車)既能跑1000公里,又能幾分鐘充完電,而且還特別的安全,成本還非常低。大家不用相信,因?yàn)檫@是不可能的。”
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)副理事長(zhǎng)
歐陽(yáng)明高
(圖片來(lái)源:官方供圖)
對(duì)此,廣汽埃安新能源汽車有限公司總經(jīng)理古惠南于1月17日舉辦的中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇(2021)上回應(yīng)稱:“歐陽(yáng)院士的原話是既能跑1000公里,又能快充,還要便宜、安全,這是不可能的,大家忘了便宜(這個(gè)因素)?!?/p>
與此同時(shí),古惠南再次強(qiáng)調(diào),廣汽埃安將在2021年推出快充技術(shù)和石墨烯電池,其將具備續(xù)航1000公里電池在8分鐘內(nèi)充滿的能力。但古惠南也表示,雖然電池可以承受8分鐘充滿1000公里,但仍要如儲(chǔ)能設(shè)備等配套設(shè)施問(wèn)題。
“從應(yīng)用技術(shù)來(lái)說(shuō),如果電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程達(dá)到1000公里,顯然目前300千瓦的充電樁8分鐘不夠(充滿電),可能就要充幾十分鐘。但如果有更大功率的充電樁,一樣可以8分鐘(充滿電),這個(gè)指的是技術(shù)和推廣兩個(gè)邏輯,不要把技術(shù)突破和商業(yè)推廣混為一談?!惫呕菽险f(shuō)。
受此消息影響,繼1月15日盤(pán)中漲停后,廣汽集團(tuán)A股(601238.SH)股價(jià)持續(xù)拉升。截至記者發(fā)稿,廣汽集團(tuán)A股股價(jià)報(bào)13.70元/股,上漲9.42%。石墨烯概念股方面,華麗家族(600503.SH)觸及漲停,碳元科技(603133.SH)、方大炭素(600516.SH)、德?tīng)栁磥?lái)(002631.SZ)等個(gè)股紛紛跟漲。
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石墨烯+鋰電池≠石墨烯電池?
面對(duì)“8分鐘充電,可行駛1000公里的石墨烯電池”引起的熱議,廣汽埃安官方于1月17日發(fā)布了《關(guān)于近期廣汽埃安全新動(dòng)力電池技術(shù)的說(shuō)明》(以下簡(jiǎn)稱《說(shuō)明》)稱,通過(guò)在電池材料中加入石墨烯添加劑,大幅提升電池充電效率和散熱性能,電池本身可以實(shí)現(xiàn)8分鐘充電80%,這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了突破。同時(shí)為了解決石墨烯產(chǎn)業(yè)化最大的成本問(wèn)題,廣汽研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)研發(fā)獨(dú)有三維結(jié)構(gòu)石墨烯(3DG)制備技術(shù),具有獨(dú)立的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),實(shí)現(xiàn)了石墨烯制備成本下降90%以上,總體電芯成本僅比常規(guī)電芯成本略高5%~8%,大幅提升性價(jià)比。
不過(guò),《說(shuō)明》中也提到,在實(shí)際商業(yè)推廣中,目前大功率充電設(shè)備是瓶頸,為此廣汽的研發(fā)團(tuán)隊(duì)不僅在研發(fā)石墨烯基超級(jí)快充電池,同時(shí)也在研發(fā)超級(jí)快充設(shè)備,年內(nèi)也將同步發(fā)布。
“廣汽埃安即將推出的石墨烯基超級(jí)快充電池正極材料是石墨烯,負(fù)極是硅材料,石墨烯主要解決快充,硅材料實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)續(xù)航,兩項(xiàng)技術(shù)可以兼顧,只是要考慮運(yùn)營(yíng)推廣的成本和節(jié)奏?!?古惠南說(shuō)。
廣汽埃安總經(jīng)理古惠南(圖片來(lái)源:官方供圖)
據(jù)廣汽埃安方面透露,石墨烯基超級(jí)快充電池預(yù)計(jì)9月將量產(chǎn),將被率先搭載至廣汽埃安AION V車型,新車?yán)m(xù)航里程可達(dá)500~600公里;1000公里續(xù)航硅負(fù)極新型電池則將于今年第四季度量產(chǎn),首款搭載該電池的車型是廣汽埃安AION LX;而搭載了通過(guò)槍擊實(shí)驗(yàn)的安全電池,將會(huì)在今年3月推出的AION Y上率先搭載。
圖片來(lái)源:廣汽埃安官微
雖然廣汽埃安已對(duì)外公布量產(chǎn)時(shí)間表,但有觀點(diǎn)認(rèn)為,廣汽集團(tuán)石墨烯快充電池中的石墨烯,扮演的或是添加劑的角色,該電池能否使車輛實(shí)現(xiàn)1000km續(xù)航有待驗(yàn)證。
據(jù)了解,石墨烯應(yīng)用在電池上,主要有兩個(gè)方向:一是做導(dǎo)電劑,二是做電極嵌鋰材料?!盁o(wú)論是石墨烯在電池中作為主材料還是添加劑,都可以改善電池導(dǎo)電性能。假如動(dòng)力電池將石墨烯作為負(fù)極主材料,電動(dòng)車造價(jià)將非常高,假如用作添加劑,企業(yè)勉強(qiáng)能接受其成本。”云杉智慧總裁徐征鵬認(rèn)為,當(dāng)下,市場(chǎng)上尚未出現(xiàn)真正意義上的石墨烯電池。
“石墨烯因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),已經(jīng)在鋰電池中展示出巨大的應(yīng)用潛力。但是,作為一種碳納米材料,石墨烯之于鋰電池并未超出目前常用碳材料的作用范疇。鋰電池核心儲(chǔ)能機(jī)理也并未因石墨烯的加入而改變,因此將添加了石墨烯的鋰電池稱為石墨烯電池并不恰當(dāng)。”天津大學(xué)化工學(xué)院教授楊全紅在接受《科技日?qǐng)?bào)》采訪時(shí)說(shuō)。
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2025年有望達(dá)到千億市場(chǎng)規(guī)模
公開(kāi)資料顯示,石墨烯是一種由碳原子排列構(gòu)成的單層四維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)新型納米材料,也是其他維度石墨材料的基本構(gòu)建模塊,如富勒烯、碳納米管、石墨、金剛石等。石墨烯具有優(yōu)良的電子傳導(dǎo)性能、熱性能以及較高的比表面積,在新能源、化工、電子信息、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用前景,被稱作“21世紀(jì)的新材料之王”。
圖片來(lái)源:視覺(jué)中國(guó)
值得一提的是,2017年,工信部制定《十三五材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》,將石墨烯材料技術(shù)劃為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。此后,石墨烯因具備超輕、超高強(qiáng)度、超強(qiáng)導(dǎo)電性等特性,被認(rèn)為是提高電池充電速度、推動(dòng)動(dòng)力電池技術(shù)進(jìn)步的重要技術(shù)。
中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院相關(guān)研究人員表示,由于石墨烯擁有超乎想象的導(dǎo)電能力,石墨烯電池概念成為突破電池技術(shù)瓶頸的“救命稻草”。而石墨烯作為動(dòng)力電池的工業(yè)化方案一旦可行,電動(dòng)汽車充電慢、續(xù)航里程不足以及安全性方面的痛點(diǎn)將迎刃而解。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院報(bào)告認(rèn)為,目前中國(guó)石墨烯行業(yè)正處于市場(chǎng)導(dǎo)入期,產(chǎn)品尚未成熟,行業(yè)利潤(rùn)率較低,但市場(chǎng)增長(zhǎng)率較高。預(yù)計(jì)石墨烯產(chǎn)業(yè)2021年進(jìn)入快速成長(zhǎng)期,市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)200億元,2025年有望達(dá)到1000億元,占世界市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)一半。
不過(guò),需要注意的是,當(dāng)前石墨烯的成本十分高昂,對(duì)制造工藝的要求也非??量蹋瑫r(shí)石墨烯電池的制作工藝也仍然不夠成熟。有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,石墨烯電池目前僅處于實(shí)驗(yàn)室階段,尚未達(dá)到量產(chǎn)條件,商業(yè)化非常困難。
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動(dòng)力電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)大有可為
事實(shí)上,繼蔚來(lái)固態(tài)電池和寧德時(shí)代發(fā)布“摻硅補(bǔ)鋰”電池之后,“1000公里續(xù)航里程”已成為業(yè)內(nèi)關(guān)注焦點(diǎn)。除廣汽埃安外,1月13日,智己汽車宣布旗下首款車型與寧德時(shí)代開(kāi)展合作,搭載“摻硅補(bǔ)鋰”電池,最大續(xù)航里程將超過(guò)1000公里;1月9日,蔚來(lái)推出150kWh固態(tài)電池,搭載這款固態(tài)電池后,蔚來(lái)ET7續(xù)航里程將突破1000公里。
值得注意的是,在技術(shù)方案上,包括蔚來(lái)汽車、智己汽車和廣汽埃安均提到了硅負(fù)極及相似的補(bǔ)鋰工藝,結(jié)合此前特斯拉“4680電池”導(dǎo)入硅負(fù)極,國(guó)軒210Wh/Kg LFP電芯首次成功應(yīng)用硅負(fù)極,并將預(yù)鋰化技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地等信息,有觀點(diǎn)認(rèn)為,“摻硅”以及“預(yù)鋰化”技術(shù)或?qū)⒉饺氪笠?guī)模應(yīng)用階段。
圖片來(lái)源:攝圖網(wǎng)
全國(guó)乘用車市場(chǎng)信息聯(lián)席會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)崔東樹(shù)認(rèn)為,從2020年下半年開(kāi)始,新能源汽車市場(chǎng)開(kāi)始呈現(xiàn)高增長(zhǎng)的特征,拉動(dòng)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈高增長(zhǎng),行業(yè)景氣度提升。隨著新能源汽車行業(yè)全球化競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)凸顯,動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈將重構(gòu),國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新向上突圍。
“當(dāng)前中國(guó)動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新模式從政策主導(dǎo)向市場(chǎng)主導(dǎo)轉(zhuǎn)型,由行業(yè)政治運(yùn)作向公司商業(yè)運(yùn)作轉(zhuǎn)化。”中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高認(rèn)為,電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大創(chuàng)新,輔以電池單體材料小改進(jìn),成為近年來(lái)中國(guó)電池技術(shù)創(chuàng)新的鮮明特征。
如,寧德時(shí)代的CTP(Cell To Pack)技術(shù)、比亞迪的刀片電池和國(guó)軒高科的J2M(卷芯到模組)技術(shù)均屬于動(dòng)力電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新范疇。而更加激進(jìn)的MIV(模組到車)、CTV(電芯到車)等底盤(pán)電池概念還需要進(jìn)一步研究。材料體系方面,國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池出現(xiàn)了低鈷、添硅補(bǔ)鋰、半固態(tài)等技術(shù)。
有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)稱,全球動(dòng)力電池市場(chǎng)到2030年會(huì)從2018年的100億GWh增加到2900億GWh,大概增長(zhǎng)近30倍?!拔夜烙?jì)動(dòng)力電池在中國(guó)市場(chǎng)未來(lái)10年要增長(zhǎng)10倍,到2035年增長(zhǎng)20倍也是有可能的。所以,電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)未來(lái)將大有可為。”歐陽(yáng)明高說(shuō)。
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充電8分鐘,續(xù)航1000公里的“石墨烯電池”
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