近日，一條新聞給電動車行業(yè)打了一針雞血，各大新聞媒體也因此興奮得嗷嗷叫：中科院上海硅酸鹽研究所發(fā)布消息稱，該所聯(lián)合北京大學(xué)、美國賓夕法尼亞大學(xué)展開持續(xù)攻關(guān)，已研制出一種高性能超級電容器電極材料——氮摻雜有序介孔石墨烯，該材料具有極佳的電化學(xué)儲能特性，可用作電動車的“超強電池”，充電只需7秒鐘，即可續(xù)航35公里，相關(guān)研究成果已于12月18日發(fā)表在世界頂級期刊《科學(xué)》上。
那么，這個新玩意是否能解決電動車?yán)m(xù)航力差和充電慢的瓶頸問題？我看未必。
什么是石墨烯電池？
石墨烯電池其實并不是真正的電池，而是一種新材料超級電容。在此之前，超級電容已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電動車、混動汽車和大功率輸出設(shè)備等領(lǐng)域，作為一種電化學(xué)儲能裝置，其性能介于傳統(tǒng)電容和電池之間，具有功率密度高，循環(huán)壽命長以及安全可靠等特點，但是能量密度卻是其最大的軟肋。
為了解決這個問題，科研工作者只能在新材料上下功夫。經(jīng)過多年研究，最后發(fā)現(xiàn)氮摻雜有序介孔石墨烯的性能表現(xiàn)最佳，不僅能實現(xiàn)高能量密度和高功率密度，而且還具有無毒環(huán)保，體積輕重量小，成本低廉易于規(guī)模生產(chǎn)，性能安全可靠，不易燃也不易爆等等優(yōu)勢，實為超級電容之最佳材料，可謂是居家必備，老少咸宜……
正因如此，氮摻雜有序介孔石墨烯超級電容無論是性能還是成本，都比目前實際應(yīng)用的所有種類的電池更具優(yōu)勢，且在快速充放電方面更是將鋰電池甩出幾條街，完全可以替代掉原先的電動車電池組成為新的儲能設(shè)備。所以，該超級電容被冠以“石墨烯電池”的名頭見諸各大媒體。
然而就本質(zhì)來說，石墨烯電池并不是真正的電池，如果說超級電容相當(dāng)于電腦中的內(nèi)存，電池相當(dāng)于電腦中的機械硬盤，而石墨烯電池其實就相當(dāng)于固態(tài)硬盤——盡管都有“儲存”上的功能體現(xiàn)以及儲存容量的限定，但就原理而言，固態(tài)硬盤和機械硬盤其實并不是一回事，固態(tài)硬盤的工作原理更接近于內(nèi)存。
為何石墨烯不能帶來電動車革命？
以特斯拉Model S為例，滿電理論續(xù)航里程480公里上下，電池容量為85千瓦時，可用快速充電方式在一小時內(nèi)充滿電；而在快速充電條件下，充電樁的直流輸出高達(dá)125千瓦時，換句話說就是每小時耗電125度。好了明確了這一點之后，咱們再繼續(xù)往下掰扯小學(xué)水平的數(shù)學(xué)題。
如果將特斯拉Model S的鋰電池全部更換為等容量的石墨烯電池，以“充電7秒鐘續(xù)航35公里”來計算，480公里的續(xù)航力只需充電96秒，這個時間不比普通汽車加油耗時慢——其實算上在加油站排隊和交費等時間，車主們會發(fā)現(xiàn)，自己進(jìn)加油站加一次油的耗時不止96秒。
1小時(3600秒)將特斯拉Model S充滿電，充電樁輸出是125千瓦時；97秒將特斯拉Model S充滿電，充電樁的輸出就是3600÷96×125=4687.5千瓦時，即1小時耗電4687.5度——強調(diào)一下，這還只是理論數(shù)值！
85千瓦時的電池容量在1小時快充模式下耗電125千瓦時，損耗就高達(dá)47%(即125/85-100%=47%)，而在96秒內(nèi)充電85千瓦時，其損耗絕對遠(yuǎn)不止這么點，這對整個充電系統(tǒng)的散熱要求達(dá)到了一個極其變態(tài)的高度！
好，就算中國有能力建造散熱能力極其變態(tài)的充電系統(tǒng)，咱們接著往下算：保守而言，高速公路上的服務(wù)區(qū)加油站都可以同時容納6輛車加油，以此為例，每個服務(wù)區(qū)都建立6個充電站，其負(fù)載將高達(dá)4687.5×6=28125千瓦時，這是一個什么概念呢？
這么說吧，三峽電站總共有32臺70萬千瓦的水輪發(fā)電機，總裝機容量高達(dá)22,400,000千瓦，就算全負(fù)荷運轉(zhuǎn)，也只能承擔(dān)796個服務(wù)區(qū)的充電站用電量——如果考慮到實際充電損耗和輸變電損耗，這個數(shù)值將至少下降三分之一，約為530。
我查了百度了一下關(guān)鍵字“高速公路服務(wù)區(qū)”，百度百科的結(jié)果是，截至2011年，全國高速公路服務(wù)區(qū)就超過1500個，現(xiàn)在相信遠(yuǎn)不止這個數(shù)！這就意味著，一個三峽電站，只能負(fù)載全國三分之一的高速公路服務(wù)區(qū)充電站，若遇上冬季枯水期，這個負(fù)載就只能轉(zhuǎn)嫁給火電廠，如此一來，中國霧霾會不會加劇？大家自己想。
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