電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
十年后我們可能仍舊離不開電，但用電的方式可能全然不同。
特斯拉在去年底再次更新了主攻家庭用電方式的Powerwall產品，Powerwall不僅可以實現特斯拉汽車的動力電池錯峰充電外，也描繪出人類將來生活的用電場景。
石墨烯撬動的儲能革命萬能材料還是奇妙泡沫？
將來，你的家庭用電可能不再完全依靠發電站的供電，通過一塊家用的電池，可以將太陽能儲存進家用電池中，同時這塊家用電池還可以依據不同時段的用電情況，在用電低谷期儲存電力，在用電高峰時自動切換成家用電池供電。而發電廠的電價可能因為全球能源的緊缺而更加昂貴，更多地用于大型工業使用。
“將來新能源取代傳統能源是必然趨勢，考慮到將來全球能源，特別是石油等化石能源日益緊缺，將來其可能更多用于軍工等關鍵范疇而非民用范疇，使用成本也更加高昂，這些都使新能源的發展成為必然趨勢。”東旭光電副總經理王忠輝說道。
而在東帆石能源咨詢有限公司的董事長陳衛東看來，近年來全球在對能源使用上道德維度的要求，才是推動各種非得實現清潔能源使用的最大因素。“以巴黎氣候協定的簽署為例，其更多的是出于對全球生態保護的考量，而對各國在能源使用上做出的道德要求。”
而要讓全球能源使用實現更經濟、更環保的轉型，最終都離不開儲能技術的沖破。陳衛東告訴記者，將來人類社會的進步很大程度上有賴于儲能技術的沖破。
而這一切已率先在新能源汽車范疇展開探索。
石墨烯的轟動效應
2014年底曾有一段視頻在網上引發轟動。
視頻內容為西班牙Graphenano公司和西班牙科爾瓦多大學合作研發的石墨烯電池，在進行一次時長為8分鐘的充電后，可實現1000公里的續航里程。
這段視頻之所以引發轟動，是因為它直擊新能源汽車行業發展的兩個痛點：續航里程和電池快充問題。
當時，該試驗室所用電池即為石墨烯電池。一時間，石墨烯這一新材料能否引發儲能革命也引發眾多關注。
“理論上，石墨烯的高比面積、高導電率和導熱率都可以增強儲能系統（電池）的容量（續航里程）和充放速度，因此自然成為大家關注的焦點。”廈門大學能源學院院長李寧告訴記者，石墨烯在物理性能、化學性能上的優越表現，自然讓其成為大家關注的焦點。“但是技術發展和成熟過程有較大的不確定性，我個人認為還需要幾年的時間才能形成石墨烯起到緊要或決定性作用的技術產品。”
從目前石墨烯的發展來看，從2004年首次被發現至今，目前已存在的石墨烯技術大多還停留在試驗室階段，已推出商業化產品的并不多。
十多年來一直專注做石墨烯投資的王忠輝告訴記者，石墨烯要實現產業使用和商業化，其中的一個難點就在于終端探測上。“以西班牙試驗室的新能源汽車探測數據為例，很難在實際使用中實現，因為實際環境中的多變因為非常多。”
而對于目前新能源汽車發展中遇到的兩個關鍵瓶頸，王忠輝告訴記者，東旭光電依據企業此前的技術積累，將創新點放在電池的快充技術上。
“我們之前推出的烯王石墨烯基鋰電池已經在共享電動車上小批量使用，可以將電動車的充電時間從4-6小時縮短到15-20分鐘。”王忠輝表示。
記者知道到，以續航里程為300公里的新能源汽車為例，其通過充電樁快充所需時間一般為1-1.5小時，而通過交流電慢充則需要6-12個小時。充電時間過長、充電效率低也導致了為新能源汽車提供充電服務的配套服務發展緩慢，使新能源汽車只能作為城市里點對點的交通工具，制掣其產業發展。
對此，如果本土石墨烯電池研究技術真能實現這一沖破，勢必將會給新能源汽車的發展開拓出極大的市場空間，但其最終是不是能研發成功，尚有待觀察。
與此同時，石墨烯所帶來的儲能密度提升，也是市場對石墨烯技術創新的關注點。但從現有研發成果來看，石墨烯在對新能源汽車續航里程的研究上，尚未有大的沖破。
而石墨烯電池使用的穩定性，以及其對電流傳輸等環境的要求等，尚需長期的試驗探測才能確保其效果和穩定性，這也是目前在新能源汽車研發上技術最為先進的特斯拉也未在一款產品中使用石墨烯電池的原由。
“石墨烯的輕、薄、透及導電性能好，的確是處理目前能量儲存密度及快速充電等問題的比較好的材料，這也讓大家對石墨烯的將來發展洋溢期望。”陳衛東告訴記者，但從現有的科研成果和技術使用來看，他尚未看到儲能技術研發上的沖破性進展。
萬能材料還是奇妙泡沫
其實，一直以來市場對石墨烯都存在較大爭議。
從石墨烯目前的研發成果來看，市面上出現的技術性沖破成果并不多，特別是石墨烯在電池范疇的研發上，因其使用成本高昂以商業使用進展緩慢等，讓其一直以來頗受質疑。
“從目前石墨烯電池使用來看，前一陣熱炒的石墨烯電池等，據專業研究人員分解只是做了些添加劑等輔助功能，有小幅性能提升，尚未有大的沖破。”李寧說道。
王忠輝向記者坦言，現階段石墨烯電池的研發離“西班牙試驗室”的數據水平還有較大差距。“雖然目前在石墨烯研發技術上的沖破有很多，但大部分都停留在試驗室技術，離商業化還有相當大的距離。”
事實也的確如此。
當時創造石墨烯電池技術奇跡的Graphenano在2016年被中國上市公司正泰電器入股，彼時，正泰電器斥資1800萬歐元收購Graphenano旗下產業化公司GrabatEnergy，S.L.10%股權。但至今，市場仍舊未見其有沖破性的產品問世。
“目前是石墨烯要實現商業使用，最大的難點除了技術研發上的沖破外，還需要跨行業協同創新來實現。同時，石墨烯產品的最終使用，也需要上下游企業密切配合，這些都是漫長而復雜的過程。”王忠輝說道。
李寧也就石墨烯技術創新告訴記者，沖破性的技術創新是一個非常漫長且洋溢變數的過程。作為一個新興技術產業，石墨烯還處于上升期和快速發展期，但是離技術成熟的爬坡期還有距離，中間很有可能出現一個下降期，很多過于樂觀或不切實際的預期將會在實際面前調整，基于其上的很多泡沫也會破滅。
“但是石墨烯作為一種新型材料的代表，能夠實現之前無法或難以實現的新功能，這肯定能夠催生新技術、新產品、新使用，我們需要堅持積極投入研發，快速試錯糾偏，盡快完成從基礎研究、技術和產品開發到市場接受和廣泛使用的階段。”李寧表示。
打造創新生態圈
對于石墨烯要怎么樣沖破現有研發創新與產業使用的瓶頸，王忠輝認為首先非得要打造一個石墨烯的創新生態圈。
“以石墨烯在新能源汽車的使用為例，其要從試驗室技術走向商業使用，非得要經過在下游汽車廠商的多次探測來實現，但一般下游企業處于自身經濟效果的考量，一般配合度都不會太高。”王忠輝表示。
對此，東旭光電在今年上半年并購了申龍客車，就是為了給自己石墨烯電池的終端落地鋪路。
與此同時，王忠輝也強調，石墨烯要在產業使用上實現較大的技術沖破，除了與石墨烯自身的研發創新相關外，還涉及多學科、多范疇的技術創新。
“以石墨烯電池的使用為例，石墨烯電池要實現快速充電，需要電網的配合，加大電流才能實現。同時，電池是一個電化學產品，除了要有石墨烯技術的創新外，還需要其他相關材料、技術的共同變革，才能讓石墨烯電池在導電性及充電速度上實現大的沖破。”王忠輝表示。
鑒于石墨烯自身可實現多范疇的使用特性，聯儲證券首席投資顧問胡曉輝告訴記者，市場對石墨烯將來的發展使用前景毫不懷疑，但從石墨烯在儲能技術等多范疇的研發來看，石墨烯技術目前尚處于研發轉換階段，離產業化還有一定時間。“所以，我們目前對石墨烯的研究應當從其材料本身特性出發，進行多范疇的沖破創新嘗試。”
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