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网易汽车2月2日报道，
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2021年第一个车圈的顶流是石墨烯基超快充电电池。一句“8分钟80%，NEDC 1000公里”，让讨论满天飞，另一句“马上量产”，直接把热度推向高潮[1]。
难怪新能源车主的梦想之一就是把充电速度和燃油车对比[2]。
要知道，不考虑排队、缴费等因素，普通油罐车加油一次只需要2-5分钟左右，加油一次就能跑五六百公里[3]。但是纯电动汽车充满电需要6-8个小时[4]，电池寿命在300-500公里左右[5]。
如果搭载石墨烯电池的车型量产，性能不会输给燃油车。
北京到南京的公路里程1032公里。
比如车辆投入使用后，一次充电就能跑1000公里，足够从北京开到南京。之后充电只需要8分钟。电动车车主将告别“充电一晚不敢高速跑”的尴尬时代。
“什么时候能拿到量产车？”
“好像成本高，车多贵？”
“石墨烯的消息一年可以看好几次。这次真的能做到吗？”
石墨烯电池是一项超级黑技术，2014年由一家西班牙公司研发，自带“热搜体质”。然而，它一直未能进入公众生活。现在量产靠谱吗？会很快实现吗？
走向生活，超级电池依然水土不服
石墨烯电池可以达到“充电8分钟，续航1000公里”的超级效果[6]，但仅限于实验室。
工业化并不意味着产品可以直接使用。
除了受限于石墨烯材料的价格、稳定性和合成难度[7]，应用寿命上的各种组合也极大地限制了这种超级电池的普及。
众所周知，电动汽车充电需要充电桩和电网的配合，快速充电技术的创新也将对充电设施提出巨大挑战。
国家电网快速充电桩可支持高达30kw的功率。
比如实际充电的时候，满载携带动力是不容易的[8]。我们来计算一下，如果要达到“8分钟充1000公里”的效果，充电桩需要达到的平均充电功率是多少。
以汽车为例：
100公里=15千瓦小时功率[9]
1000公里=150千瓦小时电力
8分钟充150度，1小时充
150千瓦小时/8 * 60=1125千瓦小时功率
根据公式：平均功率(kw)=耗电量(kwh)/时间(h)，充电桩所需的平均电功率为1125kw。
普通小区单台变压器容量为630-800 kVA(即最多能支持600-800kw电气设备，但实际上为了留有余量，一般不可能达到最大功率)。
生活中的1125kw是什么概念？普通小区单个变压器最多可以支持630-800kw的电气设备[10]。如果一个充电桩的平均功率需要1125kw，一个小区断了就不能支持快充了。这个过程中产生的1000A以上的电流也能使小指粗的铁柱在几秒钟内快速熔断。
特斯拉V3过充堆，理论最大充电功率250kw。
在国际上，为了解决这个问题，特斯拉和保时捷也在开发快速充电设施，但理论最大充电功率为250kw[11]，远低于之前计算的1125kw。但可以预计，中日两国正在联合研发超大功率快速充电设备，最高可支持500kW[12]，未来几年可以推广。
这意味着即使放置石墨烯电池
大家面前，也无法正常运行，这项超级电池目前还是只能存在于实验室中。曲线救国，分别实现8分钟快充和1000公里续航
新能源汽车变革的两大痛点，充电慢续航低，已经摆在面前，各家车企近几年也在大大小小的发力电池研发。
电池研发要平衡比能量、寿命、快充、安全、成本等相互制约的性能指标[13]，石墨烯电池现阶段不能实现，其他电池同时实现“充电8分钟”和“续航1000公里”也不现实。
其实仔细来看，车企宣传的“8分钟充80%”和“续航1000公里”是分别由两款不同的电池技术实现的[1]。
石墨烯基超级快充电池技术负责“充电8分钟充满80%”，其原理是将石墨烯作为导电剂加入锂电池中，提升电池性能，达到快充的效果[14]，其实本质上还是锂电池。这一应用为电池研发常用手段，目前市面上的打着石墨烯概念的电池也多是这个版本。
石墨烯作为导电剂，能够显著的提升电极的导电性，降低导电剂的用量，大大地提高充电效率。
硅负极电池技术负责“续航1000公里”，硅被视为取代现有商业化石墨负极极具潜力的材料之一[15]，它能提高电池能量密度，使得单位体积的电池所储存的能量提高。这样的话，电池还是那么大，但是储能就相对高很多。
值得注意的是，在纯电技术方案上，包括蔚来汽车、智己汽车均提到了硅负极及相似的补锂工艺，多向研发争取告别“电动爹”的信号正在释放。当然实际表现还有待验证。
等等党别等了！两大功能未来五年也不能同时实现
如前文提到，解决新能源汽车领域充电和续航焦虑不是某一项技术就能解决的，多端的配合和技术的突破同样重要。
中国科学院院士欧阳明高通过研究认为[16]，随着光伏电价格降低，充电技术逐渐成熟，充电基础设置不断完善和普及，新能源汽车也将随之迎来全方位突破的关键转折点。
小米10至尊纪念版120W秒充，电池23分钟能充满。
“未来5-10年，白天可以用15分钟充满75%的电量”[16]，和手机充电一样省心。
综合来看，充电8分钟和续航1000公里在实验室可以实现，但是量产在未来五年内无法实现，这也应了那句“技术突破和商业推广不能混为一谈”。
吃瓜群众们还是早点洗洗睡吧，这个话题等五年后再拉出来讨论也不迟。
【参考文献】
[1]广汽埃安官方微博(2021-1-15). #石墨烯基电池即将量产#即将“电”力全开，敬请期待！.
[2].新能源汽车三大痛点:续航焦虑 充电不便 依赖补贴[J].稀土信息,2017(02):36-37.
[3]有车以后(2020-3-18).加一次油能跑多少公里.
[4]搜狐(2019-4-24).电动汽车开多久可以充电 新能源汽车充一次电能跑多远.
[5]汽车之家专业测评团队(2020-1-11).2019年新能源车测试盘点：续航&能耗篇.
[6]零排放汽车网(2014-12-10).西班牙研发出石墨烯电池 续航1000公里8分钟充满.
[7]田晓鸿.石墨烯制备及其在新能源汽车锂离子电池负极材料中的应用[J].粘接,2021,45(01):183-186.
[8]王艺钢.大功率直流快充充电桩的设计[J].集成电路应用,2020,37(02):118-119.
[9]新能源网(2020-04-08).电动车每百公里平均耗电量多少？.
[10]安娜.住宅小区供配电系统设计要点[J].智能建筑电气技术,2019,13(05):71-75.
[11]特斯拉中国官网.V3超级充电站的充电功率峰值可达250kW.
[12]EV世纪(2020-5-8).中日正联合开发超高功率充电设备 最高支持500kW/预计明年推出.
[13]电池中国网(2021-1-19).欧阳明高:要平衡比能量/寿命/快充/安全/成本等矛盾性能指标.
[14].15秒内充满电的石墨烯超级电池来了[J].云南电力技术,2020,48(06):90.
[15]宋俊,楚晓婉,张琦,陈宇慧,张学清,张国帅,张若琳.锂离子电池硅基复合负极制备方法[J/OL].化工进展:1-17[2021-01-26].https://doi.org/10.16085/j.issn.1000-6613.2020-1504.
[16]腾讯科技(2021-1-14).一文读懂汽车百人会精彩观点：千公里续航电池引发热议，院士斥“骗子”.
