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新能源车争议石墨烯 是炒作还是未来?

2021年1月26日 08:10  21世纪经济报道  

原标题:争议石墨烯

“现阶段石墨烯电池以及与之相关的,投资价值非常小,而且风险极其大。”

一石激起千层浪。

近日,广汽集团全资子公司广汽埃安的一则海报将“石墨烯电池”送上了舆论的风口浪尖,尔后院士质疑、车企回应并澄清等一系列操作让舆论不断发酵,将“石墨烯”——一个每次出现都能引起热议、资本市场关注和追捧的概念——拉回大众视线。

喧嚣过后,值得深思的是:石墨烯电池究竟是否存在?它挑动了谁的神经?是有意营造的噱头还是货真价实的黑科技?资本市场对石墨烯概念极高的关注度背后,投资前景几何?真正的石墨烯电池距离落地及应用,还有多远?

争议始末

1月15日,广汽埃安发布一则全新动力电池科技的海报,预告其即将量产的全新动力电池科技,包括超级快充、超长续航和超级安全三项特性,不乏技术突破性的字眼,“8分钟可充满80%”“NEDC续航1000公里”,并指出“不用等到明年”“即将量产搭载”。

此消息一出,戳中了当下电动车充电慢和续航里程短的痛点,同时“石墨烯”概念的叠加,引起了资本市场的追捧。当日广汽集团A股盘中涨停,报收12.52元/股,全日成交10.2亿元;港股尾盘同步大幅拉升,涨幅达19.5%,报收9.38港元/股;同时新能源汽车概念股以及石墨烯概念股纷纷上涨。

“如果某一位说他的车既能跑一千公里,又能几分钟充完电,还特别地安全,而且成本还非常低,那大家不用相信,因为这在目前是不可能同时达到的。”1月16日,中国电动汽车百人会副理事长、中国科学院院士欧阳明高在中国电动汽车百人会论坛(2021)上表示。

对此,1月17日,广汽埃安新能源汽车有限公司总经理古惠南在论坛上回应称:“欧阳明高院士的意思是又要快充、还要续航长、还要便宜,不现实。1000公里我们也可以8分钟充满,但是要同时配套相应的充电桩。今年广汽1000公里续航(车型)肯定要推出,快充(车型)也肯定要推出。但技术和推广是两个逻辑。”

1月18日,广汽集团澄清“快速充”和“长续航”分属两个项目,石墨烯基超级快充电池与长续航硅负极电池已按计划开展实车测试,并预计于本年内分别搭载在广汽埃安现有 AION V 和 AION LX 车型上。

广汽集团称,石墨烯基超级快充电池的普及有赖于国家超级快充相关标准的发布和高功率超充设备的建设进展;长续航硅负极电池的普及受电池总成本、消费者接受程度的影响,市场需求具有不确定性。

但这并未能打消外界对石墨烯电池的质疑。1月18日,广汽集团A、H股走势出现明显分化,A股上涨5.43%,报收13.20元;H股跌8.10%,报收8.62港元。1月19日广汽集团A、H股双双下跌,资本市场趋于冷静。

事实上,电池材料创新是厚积薄发的过程,需要长时间努力。同时,动力电池的技术创新,需要平衡比能量、寿命、快充、安全、成本等相互矛盾的性能指标,难度极高。

揭开“概念”的面纱,电池技术的革新发展远不及想象中轻松。

炒作意义大于实际价值

公开资料显示,石墨烯是种由碳原子构成的、只有一层原子厚度的二维晶体基础材料。自2004 年被物理学家成功分离出来后,因其具有质量轻、高强度、超强导电性等性能,被看作是提高电池充电速度、推动动力电池技术进步的重要技术。“21世纪新材料之王”这一溢美之词,俨然可以掀起一场颠覆传统产业的革命,一时之间仿佛万物皆可石墨烯,“石墨烯竹炭”“石墨烯内衣”“石墨烯面膜”等词汇充斥商家宣传广告语。

此次广汽埃安的宣传火出圈,归根结底,离不开石墨烯电池自身的神秘感以及大众对其的狂热期待,而广汽也并非第一个“吃螃蟹的人”。

2016年,曾一度与特斯拉平分秋色的菲斯克汽车被收购后,创始人亨德里克·菲斯克决定重建菲斯克,宣布将把石墨烯电池用于即将推出的Fisker EMotion电动汽车。但一年后,菲斯克称石墨烯电池成本不受控制,技术存在缺陷,转而使用LG化学的锂离子电池。

同样在2016年,华为中央研究院瓦特实验室宣布在锂离子电池领域实现重大研究突破,推出业界首个高温长寿命石墨烯基锂离子电池。但在传播过程中一度被误解为华为研发出“石墨烯电池”,引起轰动。

值得注意的是,事实上,他们所研发的并不是真正的石墨烯电池。清华大学材料科学与工程博士刘冠伟在知乎上发文表示:“简单来说,石墨烯只能做个导电添加剂,根本不可能做电池的主体活性材料,成本还贵,在电池里就是一个使用量很小的添加剂,根本不是主力/主要机理贡献者,所以根本不应该用石墨烯(基)为电池命名。基本就不存在什么石墨烯电池,只存在“掺/用了石墨烯的锂离子电池/铅酸电池等。”

目前石墨烯电池在学术上并没有严格的定义,据了解,在动力电池行业内,一般遵循“哪种成分起主要作用,就以哪种成分来定义”的原则,多以正极材料作区分。

“目前没有真正意义上的石墨烯电池,至少我们现在关于电池的命名,更多是以正极材料命名的,比如镍氢电池、磷酸铁锂电池、三元电池等都是以正极材料命名的,但是以导电性命名的电池目前来说没有。”1月24日,国家科技成果转化基金新能源汽车创业投资子基金总裁方建华在接受21世纪经济报道记者采访时表示。

“到目前为止没有一家电池企业提出石墨烯电池这个概念,包括宁德时代、比亚迪、国轩、甚至是三星、LG等都没有提出。我认为主机厂提出这一概念更多的是一种宣传,广汽提出来的石墨烯基电池,其实是在负极材料硅碳负极方面通过石墨烯的添加来实现。”

“8分钟充满80%”并非不切实际

事实上,早在2017年,比亚迪、国轩高科动力能源等已实现石墨烯导电剂的大规模配置。

方建华告诉记者,比亚迪、国轩等主要是将石墨烯浆料添加到正极材料里面作为导电剂,增强其导电性能。目前大规模使用的导电剂材料有碳黑及碳纳米管(CNT)等,据了解目前宁德时代规模化使用的还是碳黑。相对而言,碳纳米管比较稳定,性能也比较好,但是成本不如碳黑有优势。

平安证券也指出,综合现有的应用来看,厂商所宣传的“石墨烯电池”本质上都是以石墨烯材料作为导电剂的锂电池或者铅酸电池,纯石墨烯材料由于首次循环库仑效率低、充放电平台较高、成本高昂、工艺较复杂,并不能取代目前商用的石墨直接作为锂电池负极材料使用。

广汽集团此前也曾透露,石墨烯电池研发工作具体原理是将三维结构石墨烯作为添加剂添加进电池的正负极,改善电池充电性能。广汽集团董事长曾庆洪表示,石墨烯快充电池具备6C快充能力,结合高功率超充设备,最快8分钟就能充电至80%,结合硅负极材料,能量密度可提高到电芯密度280wh/kg左右。

因此,明知石墨烯作为导电剂应用,却将其列为宣传卖点,广汽埃安的海报宣传不乏有玩弄文字之意,但需要注意的是,其声称的“8分钟充满80%”并非不切实际。

“8分钟充满80%从技术上通过石墨烯来导电是可以实现的,但是续航1000公里和石墨烯没有关系,不仅是技术上不太可能,性能上很难达到这么高的能量密度。”方建华指出。

此外,石墨烯基超级快充电池实现8分钟充电80%,和充电桩等基础设施建设问题密切相关。上周网上曝光一组广汽埃安超级充电桩的图片,充电枪上标明“600A 1000V”,意味着其最大充电功率达到600kW,是特斯拉最大功率250kW的两倍多,但这无疑对电网的承受能力要求更高。

前景几何?

这场关于石墨烯电池的闹剧中,车企海报的不够严谨、石墨烯电池的神秘、资本市场的追捧、信息传播中的误解以及专业知识的缺乏等无一缺位。

喧嚣过后,需要思考的是,真正的石墨烯电池距离商业化落地和应用,还有多远?

“石墨烯用于锂离子电池,相对于传统炭系材料并无性能上的明显优势,而且纳米材料应用困难,成本高昂,发展前景堪忧。”刘冠伟认为,“‘石墨烯电池’这个技术接近于不存在,石墨烯只有在理论上能够提高充放电速率,而对于容(能)量的提升基本没有任何帮助(期望‘石墨烯电池’可以解决手机/电动汽车续航的人要失望了),其噱头意义远大于实用价值。而且石墨烯材料本身纳米材料的高比表面积等性质与现在的锂离子电池工业的技术体系是不兼容的,应用的希望十分渺茫。”

“石墨烯作为导电剂,首先成本上没有优势,而且性能上也不太稳定。所以目前来说,石墨烯作为正极材料的导电剂,受制于成本以及性能稳定的限制,还没有全方位推广。”方建华告诉21世纪经济报道记者,“从投资来看,可以准确的讲,现阶段石墨烯电池以及与之相关的,投资价值是非常小的,而且风险极其大。”

值得注意的是,广汽埃安在1月公布一项可能于今年四季度才能够量产的动力电池技术,如此着急且高调,一方面是想在竞争激烈的新能源汽车市场中抢占制胜点,今年以来,蔚来固态电池、广汽埃安硅负极电池、宁德时代长续航电池均声称可将续航提高至1000公里;另一方面不排除广汽此举是希望借助概念获得资本的青睐,以提升股价和市值,资本市场一度对石墨烯市场的应用前景及预期效益表现出极大的热情和追捧,对石墨烯概念的敏感度和关注度极高。

此外,方建华指出,中国新能源汽车产业正孕育着巨大的投资机会。一方面,中国已经成长为世界上最大的汽车市场;另一方面,中国形成了完备的新能源汽车产业链并诞生了宁德时代这样的头部供应商。

“目前来看,新能源汽车产业似乎存在泡沫,但如果从未来的角度来看,可能就不是泡沫,投资方面更看好整个产业链。尤其是动力电池领域,它还远远未形成定局。无论是磷酸铁锂、三元锂电池还是无钴电池、固态电池,未来的发展空间都是非常巨大的。”

他认为,固态电池是一个发展方向,但2022年底能否实现半固态电池的产业化尚且存在难度,固态电池应该在未来5-10年能够实现产业化,但依然有很长的路要走。

(作者:宋豆豆 编辑:张若思)

编 辑:值班记者
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