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在新能源汽车阵营中「石墨烯电池」被视为突破续航瓶颈的关键，似乎只要用这种材料“造电池”就能获得无限高的能量密度，让小小的电池包有大大的能量，让两轮电瓶车（以下简称电动车）续航轻松破百，让电动汽车的续航轻松破千。

每每看到这样的文章，都有一种被拉到一群和蔼可亲的大妈中间听讲课的感觉……高能量子石墨烯，一张“玉”床两万七；静下来想想自己似乎还没有到上这种当的岁数吧，那么石墨烯电池就不能骗我了。想想为什么会有很多中老年人对此类漏洞百出的骗局没有抵抗力吧，其实就是因为不懂且不去分析；现阶段很多选择石墨烯电池的电动车的用户，以及把电动汽车希望寄托于这种电池的汽车爱好者也是一样的，目前看来石墨烯电池不可能普及。

01石墨烯能改变电池能量密度吗？

其实电池是否用石墨烯和电池的能量密度基本没有关系，石墨烯用于电池也只是打造电池的负极材料，目前电池的负极有三种材料。

软碳硬碳石墨这里所谓的石墨就是石墨而不是石墨烯。

石墨烯的优点是有良好的导电性和导热性，同时有m/g的超大比表面积，能够减少因电池极化造成的能量损失；由于石墨烯片层的距离是微纳米级别，与软硬碳和石墨相比的层间距有明显优势，便于锂离子的嵌入与脱嵌。锂电池的充电就是锂离子在正负极的嵌入与脱嵌，概念就像是“搬运”；充电的时候是正极到负极，放电的时候是负极到正极产生电流，参考下图。

不论负极材料使用石墨烯，还是正极使用石墨烯复合材料，对于提升电池的能量密度即便有些作用但也很有限；这种材料就像是“电池添加剂”，正在决定密度的核心还是电池本身。所以不能把石墨烯当成解决续航问题的关键，石墨烯的真正价值是缩短电池组的充电时间；基于石墨烯有非常好的导电和导热性，在高功率快充时能够有效散热，并且提高电池的功率密度。

假设使用石墨烯电池打造电池组，理论上可以取消电池包的温控系统；这样就能提高电池包的体积能量密度，可以理解为多增加电池。只是这种电池的低温性能还是会受到影响，因为决定低温性能的核心是电解液而不是正负极材料（主次要关系）；在低温环境中电解液的浓度升高，会影响利嘴传输的能力。

02石墨烯电池的瓶颈

不能否认如果用石墨烯打造负极确实能大幅缩短充电时间，目前的标准基本都是20%-80%需要半小时，完全充满还是要一个多小时的时间；使用石墨烯这种良好的导电材料可以缩短到5-10分钟充电到80%，完全充满也会控制在一个小时之内。

充电时间的缩短还是很有意义的，在新能源汽车保有量激增的过程中，缩短充电时间更能解决里程焦虑的问题；不过即便有这个优点怕也是没有普及石墨烯电池的可能性，因为这种材料的制造成本太高。石墨烯是二维结构，可以理解为由碳原子排列的平面，多层叠加才会有三维的概念；想一想排列碳原子制备的材料，它的成本会高到什么程度吧。

石墨烯有不同的标准，不过不论什么标准也都是金子的很多倍，这种材料是要按照“克”来衡量价值的；普通的电动车整车价格不过几千元，而且还要算上车架、电机、电控、部分车辆的减速齿轮等等零部件的成本，这样的电动车能用高标准的磷酸铁锂电池就算难得了，大部分都还在用成本最低的铅酸电瓶，想要用石墨烯电池……不是开玩笑嘛。

汽车的动力电池类型主要有五种，目前只剩下两种主流选项。

磷酸铁锂√镍钴锰√镍钴铝×钛酸锂×镍氢×钛酸锂电池是非常不错的，能量密度高、使用寿命长、充电效率也比较理想，但是没有什么车企用这种电池了；原因正是因为制造成本过高，电池组容量过低造成续航偏短的问题，车辆的实用价值大打折扣。

镍钴铝电池的热失控极限过低，目前只有一个外资汽车品牌还在使用；镍氢电池也是比较差的，主要用于某个合资日系汽车的油电混合车上。剩下的镍钴锰电池适合高性能汽车，其特点是能量密度高、使用寿命适中、热失控极限也是中规中矩；所以对于设计和PACK的要求很高，未来只有些主攻性能的电动汽车或插电混动汽车使用吧。

磷酸铁锂电池会是主流代步车的选项，包括电动车也会以其为主；因其制造成本远低于镍钴锰，使用寿命却更长，能量密度略低但也可以满足代步车的需求了。最重要的是这种电池的稳定性很高，即便过充、高温和短路也可以不起火；所以磷酸铁锂电池的未来前景很广阔，唯一有可能与其在电动车市场较量的，只有成本更低和综合水平差一些的钠离子电池，这种电池可以用于低速电动微型汽车。

对于车企而言，目前的方向应当是如何降低电池的制造成本，提高电池包容量以提升续航；单纯追求电池的密度或充电效率，也许是个“牛角尖”。

最后需要聊一聊的就是充电便利性的问题，其实想象中的“充电排队”很少出现，充电桩的密度是很大的；截止年第一季度，充电桩的保有量就达到了.8万个，而第二季度新增上报充电桩有92.3万个。这还只是公共类充电桩，个人家用的充电桩就更多了；目前基本就是两辆车对应一个充电桩，如果排除固定充电的营运车型的话，充电难就是个伪命题了。

充电桩一定会与电动和插电混动汽车的增长而同步增长，因为成本投入并不是很高，但确实个“长线”；那么在不考虑充电便利性的前提下，充电时间略长一些似乎也就可以接受了，毕竟充电成本很低。

结语：如果对于充电便利性还有疑惑的话，可以尝试用导航软件搜索“充电桩”，感受一下密度也就不会疑惑了；目前知名的充电桩运营品牌有特来电、星星充电、云快充、汇充、普天，以及南方电网和国家电网运营的充电桩品牌，密度都不算小。

其次近期增加的充电桩并不是只针对电动汽车的直流（快充）充电桩，新增的直流充电桩接近38万个，而电动汽车和混动汽车都可以使用交流（慢充）充电桩超过55万个，交直流一体的充电桩才少一些。所以混动汽车也不用担心充电问题，能搜索到的充电桩都会区分“快慢”的。

编辑：天和Auto-汽车科学岛

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