石墨烯电池注定只是炒作！

事件：上周末，“让充电像加油一样便捷”，“超级快充、超长续航、超级安全”成为广汽埃安官方发布的全新动力电池科技预告的代名词。广汽宣称，旗下的石墨烯快充电池可在8分钟充满80%，同时也能够使电动车NEDC续航达1000公里，并且这款超级快充电池即将在21年量产搭载。一时之间业内上争议不断。

中国电动汽车百人会副理事长、中国科学院院士欧阳明高院士点评表示：目前的技术来说，1000公里续航几分钟充满电，还很安全，成本又很低，这是不可能的！

对此广汽紧急回应

1、长续航和充电快是2种电池，分别是石墨烯基超级快充电池（续航仅500KM）技术和1000KM续航硅负极新型电池（慢充）。

2、通过在电池材料中加入石墨烯添加剂，电池本身可以实现8分钟充电80%，技术上已经实现了突破。但实际商业推广方面大功率充电设备是瓶颈。

3、通过研发独有三维结构石墨烯（3DG）制备技术，具有独立的自主知识产权，实现了石墨烯制备成本下降90%以上。

石墨烯电池究竟是炒作还是真的黑科技？

有料紧急连线两位业内专家对此作出解读：

专家1：张总，宁德时代前技术研发负责人

专家2：沈总，北京石墨烯研究院器件部高工

核心要点

1、石墨烯电池：比不上固态电池，不会对产业链产生颠覆性的影响

从续航的角度来看，石墨烯对于容量的提升肯定是不如金属锂和硅碳负极的，但是由于导电性特别强，可以作为正负极材料中的导电剂。

本质上石墨烯跟其他的辅材像pvdf，碳纳米管是一样的，不像固态电池那种跨时代的新型电池，也不会对产业链产生颠覆性的影响。

此外，石墨烯成本一直居高不下，就是因为有些关键点没有突破，广汽要是实现了技术突破，成本是能实现大幅降低的，但石墨烯本身在锂电池里面不是关键，石墨烯对于锂电池的影响完全不如正极和负极。

2、“8分钟充电80%”会影响容量和寿命

广汽的大功率的充电的确可以实现所谓的“8分钟充电80%”，但是大功率充电了之后，会牺牲一部分容量，而且电池循环性能和寿命可能会受到影响。

3、 “长续航、充电快”一体化3年内难实现

预计三年之内一体化应该是无法达到，因为17年的时候就硅负极就已经出现了，同时快充也有了应用，但是一直到现在技术进展依然缓慢，主要有2个问题没有完美解决：硅碳负极有膨胀问题和硅负极的首效低，寿命短的问题。

目前可以通过不做纯硅，而是做氧化硅或碳化硅这种，同时使用优异的粘结剂来改善，但目前没有完美解决硅的膨胀问题的技术。

4、硅基负+预补锂技术有望成为未来主流

能量密度和续航能力本质上是靠正极，而不是负极。之所以使用硅基负极之后续航能力得到了加强，是因为负极使用硅基负极代替石墨以后，电池中负极所占空间和重量减少了，使得正极材料能使用的更多了。

预补锂本质上就是为了填补充放电过程中形成SEI膜消耗的锂离子，使得能量密度等性能不会随着充放电而衰减。

连线实录

Q:关于近期固态、石墨烯等多种新电池技术，您对此有什么看法？

张总：从续航的角度来看，相对于石墨，石墨烯对于容量是有提升的，但是即便把它用做成纯石墨烯负极，它肯定也不如金属锂和硅碳负极的。

但是石墨烯也有其他材料没有的特点，就是导电性能特别强，同时散热各方面也比较稳定，所以目前来说是没有石墨烯电池这么一说，电池本身的主要材料还是正极负极，电解液和隔膜，而石墨烯顶多就是作为正负极材料中的导电剂。

之前就做过石墨上包裹一层硬碳来作为缓存来实现一定程度的快充，现在加入了石墨烯作为添加剂或者是用石墨烯去包括了碳材，总的导电性加强，快充能力也能得到提高。本质上石墨烯跟其他的辅材像pvdf，碳纳米管是一样的，不像固态电池那种跨时代的新型电池，也不会对产业链产生颠覆性的影响。

此外，石墨烯从制成到现在来说的话，成本一直居高不下，就是因为有些关键点没有突破，广汽要是如他所说实现了技术突破的话，成本是能实现大幅降低的，但石墨烯本身在锂电池里面不是关键，石墨烯对于锂电池的影响完全不如正极和负极，比如说正极811继续高镍化，对材料电池的影响比它大得多。

Q:广汽在最新的回复中表示8分钟充电80%的石墨烯基电池的实际商业推广瓶颈在于大功率充电设备，技术本身已经实现了突破，您怎么看待？

沈总：快充本身主要是受负极影响，因为充电的过程就是锂离子往负极跑的问题，负极的接收锂离子的速度才是关键。

广汽的大功率的充电的确可以实现所谓的“8分钟充电80%”，但是大功率充电一般都会牺牲一部分容量，而且电池循环性能和寿命可能会受到影响，因为电流越大的话，对于材料的冲击是越强的，所以说如果小电流可以来来回充电个3000个来回，大功率充电可能1000个来回就不行了。

Q：广汽何时能整合实现“长续航、充电快”这样一体化的目标？

张总：广汽的石墨烯基超级快充电池（续航仅500KM）技术和1000KM续航硅负极新型电池（慢充）要实现一体化（长续航、充电快），长续航和充电快本身就像跷跷板的两端，一端在材料配置方面加强，另一端可操作空间就少了，预计三年之内一体化目标应该是无法达到，因为17年的时候就硅负极就已经出现了，同时快充也有了应用，但是一直到现在技术进展依然缓慢，主要有2个问题没有完美解决：

（1）硅碳负极有膨胀问题

硅负极是所有目前已知的负极材料中容量最高的，可以达到4200 mAh/g。但是它有一个致命的缺点就是在整个电池的充放电过程当中，它的体积膨胀非常大，纯的硅负极体积膨胀可以达到400%，这就导致充放电过程中形成的SCI膜会被不断破坏，然后为了形成新的SEI膜就会不断的去消耗电池里的锂资源，所以没过几个充放电来回就会把锂资源消耗掉。

（2）首效低，寿命短

硅负极的首效（70%-90%）一直比较低，而且随着硅含量的提高，首效还会降低，因此第一次生成SEI膜的时候消耗锂离子很多，虽然容量很大，但是整体寿命较短。

同时如果拿普通的粘接剂来对硅负极进行粘粘，充放电几次由于膨胀，粘接剂就会失去作用，内部的内阻会增大，所以硅负极的寿命非常短。

（3）目前主流解决办法

为了解决以上问题，目前主流是不做纯硅，但可以做氧化硅或碳化硅，一般硅的掺杂量不会超过20%，否则会影响寿命。但是即便是做氧化硅，它也会膨胀到200%甚至300%，所以对这个材料还会做一些包覆或使用优异的粘接剂，碳材的包覆做完之后，虽然容量会下降不少，只能到到700-800 mAh/g，但是也比目前的石墨还要高2倍，目前没有完美解决硅的膨胀问题的技术。

Q:今年国轩高科，蔚来，智己，广汽发布的高性能电池都不约而同使用了硅碳负极，预补锂技术，硅基负极到底有何优势？

张总：能量密度和续航能力本质上是靠正极，而不是负极。之所以年初以来车企爆出来的新型电池使用了硅基负极以后貌似续航都到1000KM了，续航能力得到了加强，其实是因为负极使用硅基负极代替石墨以后，电池中负极所占空间和重量减少了，使得正极材料能使用的更多了。

打个比方，相同重量下，正负极加一起是10公斤，使用传统石墨负极就是正负极各5公斤，但是硅基负极由于自身比容量高，使用较少的重量就能达到相同的效果，所以只需2公斤就够了，多出来的3公斤可以继续添加正极材料，锂离子多了，自然能量密度和续航能力就起来了。

另外锂电池很重要的一个点就在于要形成稳定的SEI膜，因为没有稳定的SEI膜就意味着锂离子会被不断消耗。预补锂本质上就是为了填补充放电过程中形成SEI膜消耗的锂离子，使得能量密度等性能不会随着充放电而衰减。

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