電動汽車猜想：石墨烯電池能解決「續航焦慮」問題嗎？

內容概述：石墨烯&石墨概念，石墨烯電池的特點與原理，以及普及的可能性解析。

石墨烯電池被少數業內人士認定為「未來之光」。原因為此類電池具備極高的穩定性與能量密度，甚至可以實現利用自然界的溫度（熱能）充電；如果這種材料真的可以普及，可以說這種電池將會顛覆整個現有技術甚至文明，深空航行也不再是夢想。

然而這種概念聽起來就像是做夢，以現階段的技術水平和材料學的瓶頸，想要讓這種電池普及的概率可以說是微乎其微。

石墨概念

石墨碳素是壹種化學性質比較穩定，且不溶於水以及低濃度酸堿與有機溶液的物質；這種材料具備非常非常理想的額導電性，作為電池的導電材料是可以使用的。現階段很多價格低廉的所謂是“石墨烯電池”，其本質100%是用的普通石墨，這兩種材料雖然指差了壹個字，但是概念與性能卻完全不能相提並論。

石墨烯為標準的「絕對二維碳材料」，所謂的二維就是指平面世界。這種材料是由碳原子以sp?的軌道組成的六角型蜂巢狀，晶格（網格）狀態的二維納米級材料，這是什麽概念呢？

如果讀過《三體》的話，結構強度達到令人無法想象的程度，在材料學科技水平達到極限的程度下，以高強度材料打造的水滴，用原始的碰撞方式即可達到最理想的破壞效果。這就是全部用原子級別材料打造的產物的水平，以目前的技術確實能夠做到，但怕是傾盡很多國家的財力都造不出個像模像樣的“大水滴”。

知識點1：以碳原子排列編織的石墨烯可不是普通的石墨粉，在制造“納米絲”都難以承擔高成本的前提下；這種單原子厚度的材料的制造成本是更加難以控制，因為對於工藝與技術的要求是極其極其嚴格的。

所有石墨烯材料是以克為單位計算價格，普通的石墨烯每克成本會是鉑金的幾十倍；這就決定了在汽車領域不可能使用這種材料，但是在尖端技術領域倒是很有價值。

知識點2：「熱能發電」是石墨烯電池的神奇之處。在正常的室溫環境中電池電解液也會存在熱能，其中的銅離子以雙重正電荷為基礎，以300m/1s的速度撞擊石墨烯帶會產生相當大的能量。

而這種能量就足以撞擊電子使其離開石墨烯帶，而電子會選擇“阻力更小”（低於電解液）的石墨烯，以此就能形成電流。所以理論上只要能制造出便宜的石墨烯電池，電動汽車曬會太陽就能跑上幾百公裏；然而材料學的突破是真的是太難，似乎短期內這種電池只能用於航天領域。

用戶剛需

續航裏程&價格可控才是汽車用戶的真正需求，用石墨烯制造電池會有難以想象的續航能力，但是電池組的價格似乎就能買壹串“豪車”了。所以這種電池的普及概率幾乎沒有，真正能解決目前問題的應當是磷酸鐵鋰電池。

這種電池的制造成本比現階段的NCM鎳鈷錳電池低很多，標準可以下探接近五分之四；那麽這種電池就只剩下能量密度低的缺點了，不過新技術也已經解決了。

「體積能量密度」是磷酸鐵鋰電池重回第壹線的基礎。主流的圓柱形三元鋰電池的空間利用率很差，?因為每四節成組後就會出現壹道縫隙，小小的電池包會被電池組浪費大量的空間。

然而全新鐵電池連普通塊狀結構都不用了，直接升級為片狀長條形結構（刀片電池）；封裝采用疊片式工藝，小小的電池包空間內幾乎充滿70%的電芯，剩余部分是控制系統的硬件與線束。

相比圓柱電池而言，片狀鐵電池雖然目前仍采用系統能量密度140Wh/kg的低標準選項，但是實際裝車的容量卻能夠大很多，綜合制造成本的下探則必然會大幅提升續航能力，或者出現壹些續航中規中矩但是價格很低的電動汽車。這才是用戶的真正的需求，所以技術可以非常先進，但也要貼合實際才好。

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