石墨烯電池前景幾何?

一石激起千層浪。

近日，廣汽集團(tuán)全資子公司廣汽埃安的一則海報(bào)將“石墨烯電池”送上了輿論的風(fēng)口浪尖，爾后院士質(zhì)疑、車企回應(yīng)并澄清等一系列操作讓輿論不斷發(fā)酵，將“石墨烯”——一個每次出現(xiàn)都能引起熱議、資本市場關(guān)注和追捧的概念——拉回大眾視線。

喧囂過后，值得深思的是：石墨烯電池究竟是否存在？它挑動了誰的神經(jīng)？是有意營造的噱頭還是貨真價(jià)實(shí)的黑科技？資本市場對石墨烯概念極高的關(guān)注度背后，投資前景幾何？真正的石墨烯電池距離落地及應(yīng)用，還有多遠(yuǎn)？

爭議始末

1月15日，廣汽埃安發(fā)布一則全新動力電池科技的海報(bào)，預(yù)告其即將量產(chǎn)的全新動力電池科技，包括超級快充、超長續(xù)航和超級安全三項(xiàng)特性，不乏技術(shù)突破性的字眼，“8分鐘可充滿80%”“NEDC續(xù)航1000公里”，并指出“不用等到明年”“即將量產(chǎn)搭載”。

此消息一出，戳中了當(dāng)下電動車充電慢和續(xù)航里程短的痛點(diǎn)，同時(shí)“石墨烯”概念的疊加，引起了資本市場的追捧。當(dāng)日廣汽集團(tuán)A股盤中漲停，報(bào)收12.52元/股，全日成交10.2億元；港股尾盤同步大幅拉升，漲幅達(dá)19.5%，報(bào)收9.38港元/股；同時(shí)新能源汽車概念股以及石墨烯概念股紛紛上漲。

“如果某一位說他的車既能跑一千公里，又能幾分鐘充完電，還特別地安全，而且成本還非常低，那大家不用相信，因?yàn)檫@在目前是不可能同時(shí)達(dá)到的?！?月16日，中國電動汽車百人會副理事長、中國科學(xué)院院士歐陽明高在中國電動汽車百人會論壇（2021）上表示。

對此，1月17日，廣汽埃安新能源汽車有限公司總經(jīng)理古惠南在論壇上回應(yīng)稱：“歐陽明高院士的意思是又要快充、還要續(xù)航長、還要便宜，不現(xiàn)實(shí)。1000公里我們也可以8分鐘充滿，但是要同時(shí)配套相應(yīng)的充電樁。今年廣汽1000公里續(xù)航（車型）肯定要推出，快充（車型）也肯定要推出。但技術(shù)和推廣是兩個邏輯?！?/p>

1月18日，廣汽集團(tuán)澄清“快速充”和“長續(xù)航”分屬兩個項(xiàng)目，石墨烯基超級快充電池與長續(xù)航硅負(fù)極電池已按計(jì)劃開展實(shí)車測試，并預(yù)計(jì)于本年內(nèi)分別搭載在廣汽埃安現(xiàn)有 AION V 和 AION LX 車型上。

廣汽集團(tuán)稱，石墨烯基超級快充電池的普及有賴于國家超級快充相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布和高功率超充設(shè)備的建設(shè)進(jìn)展；長續(xù)航硅負(fù)極電池的普及受電池總成本、消費(fèi)者接受程度的影響，市場需求具有不確定性。

但這并未能打消外界對石墨烯電池的質(zhì)疑。1月18日，廣汽集團(tuán)A、H股走勢出現(xiàn)明顯分化，A股上漲5.43%，報(bào)收13.20元；H股跌8.10%，報(bào)收8.62港元。1月19日廣汽集團(tuán)A、H股雙雙下跌，資本市場趨于冷靜。

事實(shí)上，電池材料創(chuàng)新是厚積薄發(fā)的過程，需要長時(shí)間努力。同時(shí)，動力電池的技術(shù)創(chuàng)新，需要平衡比能量、壽命、快充、安全、成本等相互矛盾的性能指標(biāo)，難度極高。

揭開“概念”的面紗，電池技術(shù)的革新發(fā)展遠(yuǎn)不及想象中輕松。

炒作意義大于實(shí)際價(jià)值

公開資料顯示，石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的、只有一層原子厚度的二維晶體基礎(chǔ)材料。自2004 年被物理學(xué)家成功分離出來后，因其具有質(zhì)量輕、高強(qiáng)度、超強(qiáng)導(dǎo)電性等性能，被看作是提高電池充電速度、推動動力電池技術(shù)進(jìn)步的重要技術(shù)?！?1世紀(jì)新材料之王”這一溢美之詞，儼然可以掀起一場顛覆傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的革命，一時(shí)之間仿佛萬物皆可石墨烯，“石墨烯竹炭”“石墨烯內(nèi)衣”“石墨烯面膜”等詞匯充斥商家宣傳廣告語。

此次廣汽埃安的宣傳火出圈，歸根結(jié)底，離不開石墨烯電池自身的神秘感以及大眾對其的狂熱期待，而廣汽也并非第一個“吃螃蟹的人”。

2016年，曾一度與特斯拉平分秋色的菲斯克汽車被收購后，創(chuàng)始人亨德里克·菲斯克決定重建菲斯克，宣布將把石墨烯電池用于即將推出的Fisker EMotion電動汽車。但一年后，菲斯克稱石墨烯電池成本不受控制，技術(shù)存在缺陷，轉(zhuǎn)而使用LG化學(xué)的鋰離子電池。

同樣在2016年，華為中央研究院瓦特實(shí)驗(yàn)室宣布在鋰離子電池領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大研究突破，推出業(yè)界首個高溫長壽命石墨烯基鋰離子電池。但在傳播過程中一度被誤解為華為研發(fā)出“石墨烯電池”，引起轟動。

值得注意的是，事實(shí)上，他們所研發(fā)的并不是真正的石墨烯電池。清華大學(xué)材料科學(xué)與工程博士劉冠偉在知乎上發(fā)文表示：“簡單來說，石墨烯只能做個導(dǎo)電添加劑，根本不可能做電池的主體活性材料，成本還貴，在電池里就是一個使用量很小的添加劑，根本不是主力/主要機(jī)理貢獻(xiàn)者，所以根本不應(yīng)該用石墨烯（基）為電池命名?；揪筒淮嬖谑裁词╇姵?，只存在“摻/用了石墨烯的鋰離子電池/鉛酸電池等?！?/p>

目前石墨烯電池在學(xué)術(shù)上并沒有嚴(yán)格的定義，據(jù)了解，在動力電池行業(yè)內(nèi)，一般遵循“哪種成分起主要作用，就以哪種成分來定義”的原則，多以正極材料作區(qū)分。

“目前沒有真正意義上的石墨烯電池，至少我們現(xiàn)在關(guān)于電池的命名，更多是以正極材料命名的，比如鎳氫電池、磷酸鐵鋰電池、三元電池等都是以正極材料命名的，但是以導(dǎo)電性命名的電池目前來說沒有。”1月24日，國家科技成果轉(zhuǎn)化基金新能源汽車創(chuàng)業(yè)投資子基金總裁方建華在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者采訪時(shí)表示。

“到目前為止沒有一家電池企業(yè)提出石墨烯電池這個概念，包括寧德時(shí)代、比亞迪、國軒、甚至是三星、LG等都沒有提出。我認(rèn)為主機(jī)廠提出這一概念更多的是一種宣傳，廣汽提出來的石墨烯基電池，其實(shí)是在負(fù)極材料硅碳負(fù)極方面通過石墨烯的添加來實(shí)現(xiàn)?！?/p>

“8分鐘充滿80%”并非不切實(shí)際

事實(shí)上，早在2017年，比亞迪、國軒高科動力能源等已實(shí)現(xiàn)石墨烯導(dǎo)電劑的大規(guī)模配置。

方建華告訴記者，比亞迪、國軒等主要是將石墨烯漿料添加到正極材料里面作為導(dǎo)電劑，增強(qiáng)其導(dǎo)電性能。目前大規(guī)模使用的導(dǎo)電劑材料有碳黑及碳納米管（CNT）等，據(jù)了解目前寧德時(shí)代規(guī)?；褂玫倪€是碳黑。相對而言，碳納米管比較穩(wěn)定，性能也比較好，但是成本不如碳黑有優(yōu)勢。

平安證券也指出，綜合現(xiàn)有的應(yīng)用來看，廠商所宣傳的“石墨烯電池”本質(zhì)上都是以石墨烯材料作為導(dǎo)電劑的鋰電池或者鉛酸電池，純石墨烯材料由于首次循環(huán)庫侖效率低、充放電平臺較高、成本高昂、工藝較復(fù)雜，并不能取代目前商用的石墨直接作為鋰電池負(fù)極材料使用。

廣汽集團(tuán)此前也曾透露，石墨烯電池研發(fā)工作具體原理是將三維結(jié)構(gòu)石墨烯作為添加劑添加進(jìn)電池的正負(fù)極，改善電池充電性能。廣汽集團(tuán)董事長曾慶洪表示，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，能量密度可提高到電芯密度280wh/kg左右。

因此，明知石墨烯作為導(dǎo)電劑應(yīng)用，卻將其列為宣傳賣點(diǎn)，廣汽埃安的海報(bào)宣傳不乏有玩弄文字之意，但需要注意的是，其聲稱的“8分鐘充滿80%”并非不切實(shí)際。

“8分鐘充滿80%從技術(shù)上通過石墨烯來導(dǎo)電是可以實(shí)現(xiàn)的，但是續(xù)航1000公里和石墨烯沒有關(guān)系，不僅是技術(shù)上不太可能，性能上很難達(dá)到這么高的能量密度?！狈浇ㄈA指出。

此外，石墨烯基超級快充電池實(shí)現(xiàn)8分鐘充電80%，和充電樁等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)問題密切相關(guān)。上周網(wǎng)上曝光一組廣汽埃安超級充電樁的圖片，充電槍上標(biāo)明“600A 1000V”，意味著其最大充電功率達(dá)到600kW，是特斯拉最大功率250kW的兩倍多，但這無疑對電網(wǎng)的承受能力要求更高。

前景幾何？

這場關(guān)于石墨烯電池的鬧劇中，車企海報(bào)的不夠嚴(yán)謹(jǐn)、石墨烯電池的神秘、資本市場的追捧、信息傳播中的誤解以及專業(yè)知識的缺乏等無一缺位。

喧囂過后，需要思考的是，真正的石墨烯電池距離商業(yè)化落地和應(yīng)用，還有多遠(yuǎn)？

“石墨烯用于鋰離子電池，相對于傳統(tǒng)炭系材料并無性能上的明顯優(yōu)勢，而且納米材料應(yīng)用困難，成本高昂，發(fā)展前景堪憂?！眲⒐趥フJ(rèn)為，“‘石墨烯電池’這個技術(shù)接近于不存在，石墨烯只有在理論上能夠提高充放電速率，而對于容（能）量的提升基本沒有任何幫助（期望‘石墨烯電池’可以解決手機(jī)/電動汽車?yán)m(xù)航的人要失望了），其噱頭意義遠(yuǎn)大于實(shí)用價(jià)值。而且石墨烯材料本身納米材料的高比表面積等性質(zhì)與現(xiàn)在的鋰離子電池工業(yè)的技術(shù)體系是不兼容的，應(yīng)用的希望十分渺茫?！?/p>

“石墨烯作為導(dǎo)電劑，首先成本上沒有優(yōu)勢，而且性能上也不太穩(wěn)定。所以目前來說，石墨烯作為正極材料的導(dǎo)電劑，受制于成本以及性能穩(wěn)定的限制，還沒有全方位推廣?！狈浇ㄈA告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者，“從投資來看，可以準(zhǔn)確的講，現(xiàn)階段石墨烯電池以及與之相關(guān)的，投資價(jià)值是非常小的，而且風(fēng)險(xiǎn)極其大?！?/p>

值得注意的是，廣汽埃安在1月公布一項(xiàng)可能于今年四季度才能夠量產(chǎn)的動力電池技術(shù)，如此著急且高調(diào)，一方面是想在競爭激烈的新能源汽車市場中搶占制勝點(diǎn)，今年以來，蔚來固態(tài)電池、廣汽埃安硅負(fù)極電池、寧德時(shí)代長續(xù)航電池均聲稱可將續(xù)航提高至1000公里；另一方面不排除廣汽此舉是希望借助概念獲得資本的青睞，以提升股價(jià)和市值，資本市場一度對石墨烯市場的應(yīng)用前景及預(yù)期效益表現(xiàn)出極大的熱情和追捧，對石墨烯概念的敏感度和關(guān)注度極高。

此外，方建華指出，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)正孕育著巨大的投資機(jī)會。一方面，中國已經(jīng)成長為世界上最大的汽車市場；另一方面，中國形成了完備的新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈并誕生了寧德時(shí)代這樣的頭部供應(yīng)商。

“目前來看，新能源汽車產(chǎn)業(yè)似乎存在泡沫，但如果從未來的角度來看，可能就不是泡沫，投資方面更看好整個產(chǎn)業(yè)鏈。尤其是動力電池領(lǐng)域，它還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未形成定局。無論是磷酸鐵鋰、三元鋰電池還是無鈷電池、固態(tài)電池，未來的發(fā)展空間都是非常巨大的?！?/p>

他認(rèn)為，固態(tài)電池是一個發(fā)展方向，但2022年底能否實(shí)現(xiàn)半固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化尚且存在難度，固態(tài)電池應(yīng)該在未來5-10年能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，但依然有很長的路要走。
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