自華為推出了其新的“高溫長壽命石墨烯基鋰離子電池”技術以來,受到廣泛關注,就算到今天依舊頗為有關注度。但與此同時,在華為自己的宣傳中也夾雜了大量的民間媒體的添油加醋式的渲染。筆者認為華為取得了研究進展值得祝賀,但是有必要追本溯源,還原技術的本來面目,并客觀分析這些技術對工業(yè)應用以及我們?nèi)粘I畹挠绊憽?/p>
這則新聞很有意思,民間給出了各種各樣的解讀,比如以后手機20秒充滿電等等。然而我們看看華為自己的官方介紹,主要有以下幾點:
1) 從網(wǎng)址可見,技術英文名叫Graphene assisted Li-ion battery,如果翻譯出來,連“強化”(reinforced)都不算,如果直接翻中文,“輔助”(assisted)更確切。注意,這是華為自己說的,不是筆者在附會。
2) 改善性能的三方面:
在電解液中加入特殊添加劑,除去痕量水,避免電解液的高溫分解;
電池正極選用改性的大單晶三元材料,提高材料的熱穩(wěn)定性;
同時,采用新型材料石墨烯,可實現(xiàn)鋰離子電池與環(huán)境間的高效散熱。
A) 實際上,只要是在電化學行業(yè)中學習過的人都知道鋰電電解液中加入添加劑,抑制水,是最基礎的解決問題的通用和必須的做法。而為了改善電解液在高溫/低溫下的性能,都有相應的添加劑,這個改進可以說是中規(guī)中矩,但是離驚喜還有點遠。
B) 改性大單晶三元材料,該材料的應用可以降低比表面積,減少副反應,高溫漲氣會好很多,因此對于高溫性能有貢獻。但是該路線也相應的犧牲了一些其它性能:大尺寸單晶過長的擴散距離,勢必削弱電池的擴散-倍率相關性能,因此該款電池距離快充的需求只會比普通電池更遠,而不是更近。
C) 石墨烯促進散熱。華為一直非常重視石墨烯,相關新聞不絕于耳,然而在這么一個大突破的新聞下,華為只寫了石墨烯用于散熱,并沒有寫其可以用作導電劑,或者電極活性物質(zhì)。實際上,石墨烯高導熱的性能是公認的,制成的高性能散熱膜也有很強的推廣意義。
對于這三點技術可以分析一下:大單晶三元材料更是國內(nèi)外有相當多的實驗室早在關注,三星、松下等企業(yè)都有研究及專利申請。石墨烯散熱則是石墨烯業(yè)內(nèi)最常見的一個應用思路。所以此項創(chuàng)新更接近于工程集成上的進步。
3) 以上三點合力,得出了該電池的性能:“高溫環(huán)境下的充放電測試表明,同等工作參數(shù)下,該石墨烯基高溫鋰離子電池的溫升比普通鋰離子電池降低5℃;60°C高溫循環(huán)2000次,容量保持率仍超過70%;60℃高溫存儲200天,容量損失小于13%”, 李陽興博士表示。
總體來說,以上三個技術在電池業(yè)內(nèi),其實都不罕見。添加劑優(yōu)化有很多學校、實驗室已經(jīng)試驗過。由上可見,該電池主要是高溫性能產(chǎn)生了突破,穩(wěn)定性和壽命有很大提升,華為自己也表示該技術主要可以向高溫嚴酷環(huán)境下推廣,但是這與手機、電動汽車領域關注的重點恐怕相距較遠,反而是和現(xiàn)在剛剛開始興起的儲能產(chǎn)業(yè)有不少的聯(lián)系。
當然,接下來,華為宣布了自己的快充方面的計劃,因此很多人在推測華為本次的技術會助力快充,實現(xiàn)大家期盼的“充電一分鐘,續(xù)航好幾天”的目標。然而根據(jù)業(yè)內(nèi)人士的廣泛共識,這恐怕有些脫離科學實際。華為此次公布了研究進展值得鼓勵,“石墨烯基鋰離子電池”用法相比于之前的“石墨烯電池”的改變也耐人尋味。
該技術在高溫下的性能是比較好的,然而華為此項技術是不是還停留在實驗室階段,是否有中試放大能力,放大后綜合性能、成本等方面是否還能保持也是我們需要持續(xù)關注的。電池量產(chǎn)并非易事,華為的電池一直是由ATL、欣旺達等企業(yè)供應,我們也希望華為可以在電池領域里取得像其在通信領域里同樣的成果,引領中國制造的發(fā)展。
民間媒體的愛國心情可以理解,但是無限制的解讀和引申該技術的意義恐怕并不可取,技術上的進展,交給技術圈的人去評判,總體來說仍是對于社會負責,對于社會公共資源浪費最少的選擇。此外,對于制造業(yè)與技術的進步,我們更應該多一份執(zhí)著踏實,少一些炒作與浮躁,這樣才能讓我們的技術更上一層樓,早日讓中國制造變成中國創(chuàng)造。
人家清華大學的教授也說了“石墨烯電池”這個技術接近于不存在,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/電動汽車續(xù)航的人要失望了),其噱頭意義遠大于實用價值。而且石墨烯材料本身具有的高比表面積等性質(zhì)與現(xiàn)在的鋰離子電池工業(yè)的技術體系是不兼容的,應用的希望十分渺茫。
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