五年内先别想“充电8分钟续航1000公里”

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网易汽车2月2日报道

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2021第一个车圈顶流非石墨烯基超级快充电池莫属，一句“8分钟充满80%，NEDC续航1000公里”让讨论漫天，再一句“即将量产”直接把热度推向高潮[1]。

这也难怪，新能源车主一直的梦想之一，就是充电和燃油车加油的速度相提并论[2]。

要知道，不考虑排队、支付等方面的因素影响，普通燃油车加一次油大概只需要2-5分钟，加一次油能跑五六百公里[3]。而纯电汽车充满一次电则需要6-8小时[4]，续航大概在300-500公里[5]。

如果搭载石墨烯电池的车型量产，那么性能将不输燃油车。

北京到南京的公路里程1032公里。

举个例子，该车型投入生活使用后，可以充一次电跑1000公里，足够开车从北京到南京，之后的充电也只需要8分钟，电动车车主将告别“充电充一宿、不敢跑高速”的尴尬时代。

“什么时候能拿到量产车？”

“看起来就成本高，车得多贵啊？”

“石墨烯的新闻每年都能看到几次，这次真能成吗？”

石墨烯电池这一超级王炸的黑科技，于2014年被西班牙的一家公司研发后[6]就自带“热搜体质”，然而却一直未能走进大众生活，如今的量产靠谱吗？会很快实现吗？

走向生活，超级电池至今仍水土不服

石墨烯电池可以实现“充电8分钟续航1000公里”的超级效果[6]，但仅限于实验室中。

产业化，不是把产品直接拿出来就可以用。

除了受石墨烯材料本身的价格、稳定性、合成难度限制外[7]，应用生活中的种种搭配也极大地限制了这个超级电池的普及。

众所周知，电动车充电还需要充电桩和电网的配合，快充技术的革新同时对充电设施的挑战也会很大。

国家电网的快充电桩，最高支持30kw功率。

比如实际充电的时候，功率不太容易实现满负荷运载[8]。我们来计算一下，如果要达到“8分钟充满1000公里”的效果，充电桩需要达到怎样一个平均充电功率。

以轿车为例：

100公里=15kwh电量[9]

1000公里=150kwh电量

8分钟充满150度电，1小时要充

150kwh/8*60=1125kwh电量

根据公式：平均功率（kw）=耗电量(kwh）/时间（h）可得，充电桩需要达到的平均电功率为1125kw。

一个常见的小区的单台变压器容量在630-800千伏安（也就是最多支持600-800kw的用电设备，实际中为了留出余量，通常无法达到最大功率）。

1125kw在生活中是一种什么概念？一个常见的小区的单台变压器最多支持功率在630-800kw的用电设备[10]，如果一个充电桩的平均功率需要1125kw，那么一个小区断电来支持快充都不能顶得住。在这其中产生的超过的1000A电流，也能够让小拇指粗的铁柱数秒内快速熔断。

特斯拉V3超充桩，理论最大充电功率250kw。

在国际上，为了解决这一难题，特斯拉和保时捷也在研发快充设施，但是理论上能达到的最大充电功率为250kw[11]，远远小于之前计算的1125kw。然而可以期待的是，中日正联合开发超高功率快充充电设备，最高支持500kW[12]，未来几年可以推广。

这就意味着即使石墨烯电池摆在大家面前，也无法正常运行，这项超级电池目前还是只能存在于实验室中。

曲线救国，分别实现8分钟快充和1000公里续航

新能源汽车变革的两大痛点，充电慢续航低，已经摆在面前，各家车企近几年也在大大小小的发力电池研发。

电池研发要平衡比能量、寿命、快充、安全、成本等相互制约的性能指标[13]，石墨烯电池现阶段不能实现，其他电池同时实现“充电8分钟”和“续航1000公里”也不现实。

其实仔细来看，车企宣传的“8分钟充80%”和“续航1000公里”是分别由两款不同的电池技术实现的[1]。

石墨烯基超级快充电池技术负责“充电8分钟充满80%”，其原理是将石墨烯作为导电剂加入锂电池中，提升电池性能，达到快充的效果[14]，其实本质上还是锂电池。这一应用为电池研发常用手段，目前市面上的打着石墨烯概念的电池也多是这个版本。

石墨烯作为导电剂，能够显著的提升电极的导电性，降低导电剂的用量，大大地提高充电效率。

硅负极电池技术负责“续航1000公里”，硅被视为取代现有商业化石墨负极极具潜力的材料之一[15]，它能提高电池能量密度，使得单位体积的电池所储存的能量提高。这样的话，电池还是那么大，但是储能就相对高很多。

值得注意的是，在纯电技术方案上，包括蔚来汽车、智己汽车均提到了硅负极及相似的补锂工艺，多向研发争取告别“电动爹”的信号正在释放。当然实际表现还有待验证。

等等党别等了！两大功能未来五年也不能同时实现

如前文提到，解决新能源汽车领域充电和续航焦虑不是某一项技术就能解决的，多端的配合和技术的突破同样重要。

中国科学院院士欧阳明高通过研究认为[16]，随着光伏电价格降低，充电技术逐渐成熟，充电基础设置不断完善和普及，新能源汽车也将随之迎来全方位突破的关键转折点。

小米10至尊纪念版120W秒充，电池23分钟能充满。

“未来5-10年，白天可以用15分钟充满75%的电量”[16]，和手机充电一样省心。

综合来看，充电8分钟和续航1000公里在实验室可以实现，但是量产在未来五年内无法实现，这也应了那句“技术突破和商业推广不能混为一谈”。

吃瓜群众们还是早点洗洗睡吧，这个话题等五年后再拉出来讨论也不迟。

【参考文献】

[1]广汽埃安官方微博(2021-1-15). #石墨烯基电池即将量产#即将“电”力全开，敬请期待！.

[2].新能源汽车三大痛点:续航焦虑 充电不便 依赖补贴[J].稀土信息,2017(02):36-37.

[3]有车以后(2020-3-18).加一次油能跑多少公里.

[4]搜狐(2019-4-24).电动汽车开多久可以充电 新能源汽车充一次电能跑多远.

[5]汽车之家专业测评团队(2020-1-11).2019年新能源车测试盘点：续航&能耗篇.

[6]零排放汽车网(2014-12-10).西班牙研发出石墨烯电池 续航1000公里8分钟充满.

[7]田晓鸿.石墨烯制备及其在新能源汽车锂离子电池负极材料中的应用[J].粘接,2021,45(01):183-186.

[8]王艺钢.大功率直流快充充电桩的设计[J].集成电路应用,2020,37(02):118-119.

[9]新能源网(2020-04-08).电动车每百公里平均耗电量多少？.

[10]安娜.住宅小区供配电系统设计要点[J].智能建筑电气技术,2019,13(05):71-75.

[11]特斯拉中国官网.V3超级充电站的充电功率峰值可达250kW.

[12]EV世纪(2020-5-8).中日正联合开发超高功率充电设备 最高支持500kW/预计明年推出.

[13]电池中国网(2021-1-19).欧阳明高:要平衡比能量/寿命/快充/安全/成本等矛盾性能指标.

[14].15秒内充满电的石墨烯超级电池来了[J].云南电力技术,2020,48(06):90.

[15]宋俊,楚晓婉,张琦,陈宇慧,张学清,张国帅,张若琳.锂离子电池硅基复合负极制备方法[J/OL].化工进展:1-17[2021-01-26].https://doi.org/10.16085/j.issn.1000-6613.2020-1504.

[16]腾讯科技(2021-1-14).一文读懂汽车百人会精彩观点：千公里续航电池引发热议，院士斥“骗子”.