登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
上周五(1月15日)尾盘,广汽集团“石墨烯电池”9月量产的消息引爆市场。当天,A/H两地市场的广汽,A股涨停收盘,港股则收涨19.5%,成交额分别达到10亿和37亿元。
(来源:微信公众号锦缎;ID:jinduan006;作者:九监)
不过市场里弥漫的乐观情绪甚至未持续过24小时。隔天举行的中国电动车百人会论坛上,欧阳明高院士的一番话,迅速为市场的热忱浇下一盆冷水,他说:“如果某一位说,(这个车)既能跑1000公里,又能几分钟充完电,而且还特别安全,成本还非常低,大家不用相信,因为是不可能的。”
图1:受“石墨烯电池”消息促动,广汽股价单日暴涨。来源:百度
“充电8分钟续航1000公里”,“续航1000公里”,广汽集团放出的这颗“电池卫星”究竟是怎么回事?
随着更多业内人加入讨论、官方的进一步解释以及我们在技术维度的研判,目前已大致确认3件事:
1. 广汽所谓“石墨烯电池”说法并不准确,但并非不切实际;
2. 该石墨烯电池主要涉及一项电池负极技术:以石墨烯作为导电添加剂的“硅基复合负极材料技术”。其中,石墨烯作为负极材料中导电添加剂的掺入(最多不超过8%),可以提升电池的高倍率充电性能,即辅助实现所谓的“充电8分钟续航1000公里”;基于“一核双壳”结构工艺的“硅基锂离子负极”,则可以提升电池循环稳定性、结构密度与放电倍率性,即实现所谓的“续航1000公里”。
3. 该电池同时涉及一项快充技术:在以石墨烯为三元锂电池正极材料导电剂基础上,通过一套降温冷却系统,而实现6C快充能力,即一种“充电8分钟续航1000公里”技术。
基于这样的基本事实,我们的结论是:广汽所称的“石墨烯电池”正确的命名应为“掺杂石墨烯的硅基负极锂电池”。这项电池技术并非新技术,但在工艺上有较大突破。该电池所标榜的性能参数,虽然有水分,但也有较大的实现可能性。
01
一颗旧卫星
实际上,长期追踪石墨烯技术的人士都知道,广汽这几天放出的“石墨烯电池”卫星,本身就是一颗“旧卫星”。早在2014年,就有一家名叫Graphenano(中文意为“石墨纳米”)的西班牙公司公司就号称已与该国科尔瓦多大学,联合研发出了全球首件石墨烯聚合材料电池。
在对外推介这件石墨烯电池时,Graphenano使用的参数话术就包括:
◆能量密度超过600wh/kg(即每公斤电芯可产生0.6度电。理论上,500wh/kg可以实现1000公里的真实续航);
◇单次续航里程可高达1000公里;
◆单次完全充电仅需8分钟以内;
◇使用寿命是锂电池的两倍。
……
不过令人感到遗憾的是,Graphenano与科尔瓦多大学主导的这项实验室技术,迄今仍未走出PPT,时间过去6年多未见落地。
本质上说,无论是2014年的Graphenano还是2021年的广汽,它们所谓的“石墨烯电池”,都是希望通过“核—壳”结构工艺实现石墨烯与硅的结合,作为新的硅基负极材料,部分替代原来完全以石墨为核心的碳基负极材料,以提升锂电池的整体容量和充电速度。
故而,这种电池正确的命名方式应为“掺杂石墨烯的硅基负极锂电池”,本质仍是锂电池(因为使用量最大的核心正极材料未发生变化),而不是石墨烯电池。
02
有水分但并非不切实际
欧阳院士的一盆冷水非常及时,因为广汽所称的“1000公里高续航”与“10分钟快充技术”均存在一定水分,而且受制于现实产业链的配套设施不健全难以短期铺开。
但理性地说,广汽前瞻发布的这项“掺杂石墨烯的锂电池”,并非不切实际,“脱水”之后仍有较强的可行性与市场空间。
【1】先说水分:“掺杂石墨烯的锂电池”仍属于过渡技术,性能提升存在天花板。
我们几乎可以断定,在广汽版“掺杂石墨烯的硅基负极锂电池””中,石墨烯的作业是作用导电剂,以减小抗阻性、提升充放电的倍率性,即主要用于提升充电速度。
但对于对锂离子电池来说,石墨烯作为导电剂附着于硅基复合负极材料中(或同样作为导电剂附着于三元锂电正极材料中),没有办法从根本上改变锂离子电池的能量密度,在提升电池整体容量方面只起到辅助性作用。
在提升电池容量(或称能量密度)方面发挥主要作用的,是硅材料(纳米硅)。也就是说,广汽版“掺杂石墨烯的硅基负极锂电池”中,真正的主角是以纳米硅为核心的复合型(其实引入纳米硅后,石墨占比仍超过纳米硅)负极材料。
真正以石墨烯为主体材料的动力电池,目前尚无法在实验室中完全实现。故而,从截至目前的现实路径上看,固态电池的前景(以特斯拉4680无极耳电池为代表)还是要明显优于“掺杂石墨烯的锂电池”,后者只属于一种过渡技术。
一言以蔽,广汽所称的“石墨烯电池”,最核心突破还在于“一核两壳”结构工艺(下文会具体说)的硅基复合型负极材料技术;但鉴于掌管锂电池核心性能指标的还是正极材料,所以这项技术在电池性能提升方面存在显著天花板。
【2】再说现实意义:广汽的硅基复合型负极材料技术工艺以及电池快充技术,拥有理论数据支持,有着较为现实的应用前景与竞争力。
众所周知的是,硅是目前已知比容量(4200mAh/g)最高的锂离子电池负极材料,是石墨类负极材料的12倍多。故而,将纳米硅引入锂电池的负极材料中,部分替代石墨,理论上可以极大提升锂电池的能量密度。
目前,现有电动车的电池系统能量密度普遍为160wh/kg(比亚迪的汉EV电芯能量密度为170wh/kg,特斯拉model 3长续航版为161wh/kg),而广汽基于硅基复合型负极材料技术的“掺杂石墨烯的锂电池”,据说将能实现280wh/kg,即实现了57%的能量密度提升。
如果事实如此,那意味着:参照160wh/kg能量密度所对应的600公里NEDC续航,广汽“掺杂石墨烯的锂电池”的确可以实现1000公里NEDC续航。当然,具体到真实续航,往往还需要打上6、7折。
另外,关于这款电池的快充问题,目前有投资者质疑其是否噱头大于实质。而来自广汽集团方面的技术储备则显示,针对这个问题,它们的秘密武器是一项“包括壳体、液冷结构及设于所述壳体内的多个电芯模组”的动力电池系统实用新型专利技术。
该系统也涉及石墨烯——在正极材料中也添加石墨烯作为导电剂。该系统的核心在于基于石墨烯导电剂的“一套降温冷却系统”,使内部温度的一致性和安全性也能得到保障,进而确保搭载该系统的车辆可在10分钟(6C)内完成快速充电。
图3:不同材料的电阻系数与温度系数,第一列为石墨烯。来源:百度百科
这里简单说下什么是6C快充:目前对于快充并没有一个特别严格的定义,一般可以理解为在小于1小时内充电的制度(即充电速率大于1C),以区别于慢充数小时级的充电。根据早期美国加州空气资源委员会(CARB)的规定,电动汽车快速充电时间为10min(6C)。
不过必须指出得是,快冲技术在当前的实现,不仅取决于电池本身,更取决于高功率充电桩技术的推广。这也在很大程度上,是一个产业链耦合问题,对中国的充电桩行业进一步的技术升级形成挑战与机遇。
最重要的是,广汽这一电池技术,本身对于石墨烯的需求并不特别大,加之最近3年多基础型石墨烯产品的售价大幅降低,所以仅就石墨烯而言,对于成本的制约并不突出。制约这项电池技术的主要成本以及难度,可能来自于电池设备及工艺。
以上,因循谨慎性原则,鉴于固态电池或许至少要在2025年才能商业化,广汽这一“掺杂石墨烯的硅基负极锂电池”如果能够在一年内量产,还是很有竞争力的。
03
可以谨慎乐观
我们之所以对广汽这一电池技术保持谨慎乐观,原因不止是在技术路径上存在差异化竞争窗口期,还在于它的相应自主核心技术确实拥有一定的技术优越性。
根据检索可知,广汽这一系列电池技术,研发已经铺陈4年以上。这从其相关发明专利申请时间可以回推——其核心专利申请至少可以追溯至2018年11月。
更重要的是,通过对其相关核心专利的观察可知,广汽这项电池技术并不是凭空出现,本身也是因循电池技术发展规律而来——主要的技术进步并不在于石墨烯或纳米硅等材料的引入,而是其“一核两壳”技术工艺。
所谓“一核两壳”工艺,具体来说是指其硅基复合负极材料结构,包括内核、第一壳层和第二壳层:
■内核包括硅碳复合材料(满足高克容量及高功率密度锂离子电池);
■第一壳层包括无定形碳层(用于提升导电性,约束内核的体积膨胀改善嵌锂的均匀性);
■第二壳层包括导电聚合物层(石墨烯所在之处,具有较好的韧性,充放电过程中避免无定形碳层开裂的现象,有利于形成稳定的固体电解质膜,进而提升材料的循环稳定性)。
实际上,目前阻碍硅系负极材料大规模产业化应用的核心技术难点,就在于当负极添加的硅系活性材料较多时,通常会因为约束性不够导致体积膨胀、碳层开裂,不足以形成稳定的固体电解质膜,使得电池经过超200次放电后性能迅速衰减至初始的70%以下。
而广汽这项“一核两壳”工艺,则在一定幅度上针对性的有效处置了这个问题(见下图)。
图4:广汽的“一核两壳”式硅基负极结构,可以有效对抗电池衰减。来源:专利文件
故而,至少从这项技术所测试并显示出的纸面技术指标上,我们可以对广汽“掺杂石墨烯的硅基负极锂电池”保持谨慎乐观。
04
广汽急什么?
本文最后,我们再来推测下,作为一家国企性质的整车公司,广汽为何会如此着急且高调地要在2021年元月,发布一项距离量产仍有较长时间(据官方称最晚将于今年四季度量产)的动力电池技术?
原因很可能来自竞品以及股价的压力:
实际上,上汽联合阿里此前发布得智己品牌汽车,同样号称将可实现1000公里NEDC续航。根据推测,该汽车电池涉及的技术路线同样是“硅基负极锂电池”。
广汽此番发声,很像是一种“主权示威”——我们的技术是基于自主研发的核心专利,竞品们或只能依赖宁德时代这样的电池厂商(当然,广汽的电池配套厂也是和宁德时代联合成立运营的)。
另外,作为中国老牌整车公司,过去一年多,新势力们各种“PPT技术”引发的股价狂飙,可能也为广汽提供了“参考样板”,既往通过对于技术的宣示,提振股价、做大市值——这本身也是一种政治正确与需求。
依据常识来说,相比于新势力们的造势,体制本身也决定了广汽集团不会也不敢完全脱离实际地向外界制造噱头。所以对于广汽此番的高调,我们相信背后还是有充分的现实准备的——而这,某种意义上也是我们对其“掺杂石墨烯的硅基负极锂电池”保持谨慎乐观的理由之一。
只不过无论如何,通过以上的揭示,我们可以基本确认广汽上周五对外发布的文案中关于“石墨烯电池”的说法确实是较为不准确的,存在误导市场之嫌。这也很大程度反映出当前电动车市场领域“虚火过剩”,很值得投资者警惕。
最后特别指出,本文涉及技术方面内容较多,难免谬误与疏漏。不足之处,敬请各位文后留言指出与讨论。
相关阅读:
欧阳明高院士:电动车续航1千公里 几分钟就可充满电!那他一定是骗子
周末吵翻了!“快充+长续航”能否兼顾 广汽石墨烯电池是噱头吗?一文详解
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星太阳能光伏网获悉,10月12日,大同新成新材料股份有限公司与西北工业大学、西安科技大学合作共建新型光伏材料联合实验室及柔性钙钛矿太阳能电池工艺及设备开发项目签约揭牌仪式举行。大同新成新材料股份有限公司立足企业创新发展,依托产业优势、专业人才和设备优势,与西北工业大学材料学院合作
北极星储能网获悉,8月18日,福建龙岩永定区石墨烯动力(储能)锂离子电池生产项目签约。据悉,该项目总投资18亿,由深圳宁迪新能源有限公司投建,项目年产4GWh动力电池及储能电池,分两期建设。约定一期项目投产后3年内达产,实现年产值8亿元以上、年纳税5000万元以上。
5月11日,镇江500千伏访仙变电站室外5号主变500千伏侧5042开关汇控柜,喷涂了新型纳米陶瓷散热材料,柜体温度半小时内从26.5℃降到了20.8℃。此次采用的纳米远红外陶瓷材料与高品质石墨烯组合“降温服”,可以大幅提升热管理效率,在不需要外部任何能源、不占用额外体积、不增加设备的情况下,以“零能
“目前,单层石墨烯的市场公价是每克近千元,通过我们的特殊提取技术,可以使成本下降至目前的百分之一。”日前,在参观北京旭华时代科技有限公司(以下简称“北京旭华”)研发车间时,该公司董事长崔旭指着玻璃容器内的黑棕色液体向记者如此介绍。该公司曲面石墨烯已量产下线,当前产量达20吨;预计年
近日,工业和信息化部批复组建国家石墨烯创新中心、国家虚拟现实创新中心、国家超高清视频创新中心等3家国家制造业创新中心。国家石墨烯创新中心依托宁波石墨烯创新中心有限公司组建,建设地位于浙江宁波,股东单位充分汇聚了浙江、江苏、广东等14个省份的行业创新力量。国家石墨烯创新中心面向石墨烯
近日,工业和信息化部批复组建国家石墨烯创新中心、国家虚拟现实创新中心、国家超高清视频创新中心等3家国家制造业创新中心。国家石墨烯创新中心依托宁波石墨烯创新中心有限公司组建,建设地位于浙江宁波,股东单位充分汇聚了浙江、江苏、广东等14个省份的行业创新力量。创新中心面向石墨烯产业发展的
由位于柏林的全球能源互联网欧洲研究院(简称欧洲研究院)重点研发的石墨烯改性电工材料新技术此前成功应用于高压断路器新型电触头制备。近日,基于这种新型电触头部件的252KV/63KA敞开式柱上断路器在宁夏石嘴山步桥变电站中正式投入运行。据介绍,这项高端电工材料新技术在世界范围内率先填补了石墨烯改
6月24日由国网联研院、中国电科院、国网宁夏电力、平高集团联合研发的252千伏石墨烯断路器在石嘴山电网220千伏步桥变电站成功挂网运行,标志国内首台基于石墨烯改性电触头的252kV/63kASF6敞开柱式断路器在石嘴山电网正式运行。据了解,新型的石墨烯改性电触头表现出优异的耐磨性、导电性、抗熔焊性和抗
4月25日获悉,中国电力科学研究院有限公司完成新型防腐涂料变压器温升模拟实验。实验数据显示,与传统防腐涂层相比,新型防腐涂料可延长变压器绝缘纸服役寿命,显著提升变压器等输变电设备环保性能,还克服了常规涂料添加高导热填料后防腐蚀性能下降的难题。由于传统防腐涂层热导率远低于外壳金属材料
北极星储能网获悉,1月17日,湖北房县举行2022年招商引资“开门红”签约仪式,14个项目集中签约,其中两个储能生产项目,总投资30.5亿。湖北世润新材料有限公司投资5千万元建设石墨烯项目、湖北钒界新能源有限公司投资30亿元建设钒储能项目、
为了寻求可持续的能源储存,瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员提出了一个新的概念,将石墨烯应用到可持续的钠离子电池中,从而让容量比传统钠离子电池增长了十倍。
北极星电池网获悉,据工信部消息,为进一步做好新能源汽车动力电池综合利用工作,3月25日,节能与综合利用司组织召开线上研讨会,部分省份工信部门的相关工作负责同志参加会议。节能与综合利用司重点介绍了《新能源汽车动力电池综合利用管理办法》编制进展,反馈了2023年摸底调研相关情况。各地介绍了
北极星电池网获悉,来自瑞典电池制造商Northvolt的消息显示,3月25日,其位于德国海德的NorthvoltDrei电池超级工厂正式开工。据悉,该工厂将利用德国第一个风电场所在地区的可再生风力发电,计划雇用约3000名员工,最大年产能为60GWh,足以为大约100万辆电动汽车提供电池产品,将于2026年开始首次运营
潺潺的流水应和着青山和花海,悠扬的驼铃传唱着千年的故事,这片古老的西北大地,早已改变雾霾沙尘的旧貌,绿色新颜扮靓了西宁湟中的山河。清洁能源送进千家万户、袅袅炊烟中飘出欢声笑语,绿色发展让西宁民众的生活更加美好。日前,格力钛新能源系列车型齐进青海省西宁市,承担湟中区绿色交通网络建设
2024年政府工作报告指出,过去一年来,我国的电动汽车、锂电池、光伏产品“新三样”出口增长近30%。下一步,要加强大型风电光伏基地和外送通道建设,推动分布式能源开发利用,发展新型储能。政府工作报告首次提及锂电池、新型储能,这对锂电行业发展无疑是个积极的信号,在一定程度上会推动产业的发展
日前,中国台湾省固态电池厂商辉能科技(下称辉能)官宣:今年量产固态电池。消息只在自媒体、垂类媒体中赚到了些点击量,却未在电池制造业、新能源汽车商和学术界引发太大波澜。平心而论,动力电池和新型储能电芯市场规模足够大,人们乐见固态电池领域取得的每一项技术突破,无论实现突破的是中国企业
北极星储能网获悉,据宁德时代消息,3月21日,上海久事(集团)有限公司(以下简称“久事集团”)与宁德时代新能源科技股份有限公司在福建宁德签署战略合作协议。根据协议,宁德时代将为久事集团提供动力电池维保等授权,拓宽动力电池售后衍生服务市场;完善新能源客货运、旅游交通工具数字管理平台,
北极星电池网获悉,据“江宁发布”消息,近日,江苏南京江宁招商团赴瑞典、韩国开展招商引资促进与经贸合作交流,签约引进总投资达17.67亿美元的9个外资项目。其中,江宁滨江开发区与韩国电池巨头LG新能源进行签约,总投资约8亿美元(约57.7亿元人民币),主要涉及动力电池、储能电池等生产项目。资料
近日,中建二局华东公司承建的翔蜂新能源产业园项目一期正式完工。项目位于江苏省常州市金坛区,占地约656亩,建筑面积约41万平方米,是江苏省重点工程,定位为高标准、智能化、零排放的环保型AI工厂,旨在打造国内领先的洁净厂房,配置世界先进的电池自动化生产设备,自动化率达95%。项目建成后,对蜂
根据公告显示,2023年,比亚迪集团营业额为人民币602315百万元,(约为6023亿)同比提升42.04%。其中汽车、汽车相关产品及其他产品业务的收入约人民币4834亿元左右,同比增长48.90%。2023年,比亚迪汽车销量强势领跑,实现同比超60%的大幅增长,持续创历史新高,蝉联中国车企乘用车销量第一。去年11月
锂电池行业去库存以及价格战,将是一个非常长期的过程。据工信部的数据,自2022年我国锂电池行业总产值首次突破万亿元大关之后,2023年这一数据再创新高,超1.4万亿元。同时,2023年,锂电池行业产品价格出现明显下降,电芯价格降幅超过50%。产品价格下滑的同时,产能利用率也在下滑。以锂电池头部上市
3月26日,智己汽车联席CEO刘涛在社交媒体上称,凭借纳米级固态电解质等独家专利技术,智己L6所采用的电池将成为行业首个准900V超快充固态电池,可在更短时间完成近千公里的补能。更安全的固态电解质,从电芯层面就保证电池的超高等级安全,将实现整包L0无热蔓延、不起火。除了智己,丰田、本田、长安、
北极星储能网获悉,据广汽集团官微消息,3月15日,广汽传祺与华为举行鸿蒙合作签约仪式,正式加入华为鸿蒙生态,成为首批加入鸿蒙生态的汽车品牌之一,双方基于HarmonyOSNEXT鸿蒙星河版启动车机App的鸿蒙原生应用开发,实现技术互补,合作共赢。
北极星储能网获悉,近日,广汽集团及其参股公司东阳光同时发布公告,按照法定程序,参与了贵州省桐梓县狮溪铝多金属矿(含锂)探矿权挂牌出让竞拍,以人民币429万元竞得上述探矿权,并与遵义市公共资源交易中心签署了《探矿权出让成交确认书》。据悉,广东东阳光科技控股股份有限公司控股子公司桐梓县
1月11日上午,广汽集团联合越秀集团、珠实集团、美的集团、南网科技、保利发展控股、万科集团南方区域等6家企业,签署了战略合作框架协议。根据协议,未来,合作各方将发挥各自领域的核心竞争力及技术优势,重点围绕新型储能生态业务、充换电基础设施、智能能源领域、虚拟电厂领域、电池回收及梯次利用
12月13日,广汽集团与中国银行、广州产投在北京举行战略合作签约仪式,三方将作为有限合伙人(LP)拟按33.4%、33.3%、33.3%的比例认缴出资,发起设立广州新祺智联股权投资基金。基金总规模300亿元,首期规模100亿元,由广汽资本下属子公司广州盈蓬担任基金管理人。此举开创了发展智能网联新能源汽车的
2023年11月29日,广州汽车集团股份有限公司(以下简称“广汽集团”)与格林美股份有限公司(以下简称“格林美”)在广汽中心签署战略合作框架协议。根据协议,合作双方将整合优势资源,在全球范围内共同构建新能源全生命周期价值链,实现对报废新能源汽车、废旧动力电池及其废料的绿色回收、资源化、再
北极星储能网获悉,11月23日晚间,南网储能发布公告,南方电网储能股份有限公司所属全资企业南方电网调峰调频(广东)储能科技有限公司于2023年11月23日与优湃能源科技(广州)有限公司签订《战略合作协议》。双方讲针对四个方面进行合作。电池银行投资合作。双方共同推动电池银行的商业模式设计,根据
11月17日,广汽集团全球首发ERA智净旗舰氢电概念车,打造智净出行新体验。广汽ERA智净旗舰氢电概念车,面向未来而研发。ERA概念车集广汽三国设计之力打造,基于广汽最新研发的多能源平台架构,搭载氢能燃料电池和前后轴分布式电机,做到540匹马力强动力,800km+长续航,零排放特点。外观兼具极简科技感
据宁德时代官微消息,11月17日,2023(第二十一届)广州国际汽车展览会正式开幕。展会期间,广汽集团党委书记、董事长曾庆洪,广汽集团总经理冯兴亚与宁德时代董事长、总经理曾毓群深入交流。双方表示,将在新技术研发、神行超充电池供应、商业模式探索、市场协同开发等方面深化合作,通过资源共享、优
11月17日广汽集团总经理冯兴亚在2023广州车展上表示,将固态电池、无钴电池、低钴电池、钠离子电池等列入广汽自研电池关键技术攻关。其中,固态电池已经取得突破性进展,在电芯能量密度达到400Wh/Kg时,能够满足电池在极端环境下的安全性与可靠性要求。“我们的目标是,在2026年实现全固态电池装车搭载
2023年9月22日,武汉市硚口区人民政府与广汽能源科技有限公司(以下简称“广汽能源”)战略合作协议签约仪式在广汽埃安总部举行。根据合作协议,广汽能源发挥在资源、资金、技术等方面的优势,依托各类应用场景,创新合作模式,推进充换电、综合智慧能源管理、储能及新能源汽车销售等领域的合作,打造
北极星储能网获悉,9月19日,广汽集团总经理冯兴亚在汽车碳中和峰会上表示,将推动研发和设计自主的储能系统,进军储能市场,通过多种方式,来构建一体化的新能源产业链。冯兴亚认为,汽车在电力发展的过程中正成为移动的储能单元,通过有序的充电和V2G车网的互动,智能新能源汽车充电站、换电站等新业
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!