在我看来,反而是手机能最先享受到这一伟大科技带来的便利,就算每个手机充电器做到20A的直流输出,即充电速度比现在快20倍,也不会对家庭和电网的负荷造成任何不利影响。

石墨烯  中国电池网资料图片

近日,一条新闻给电动车行业打了一针鸡血,各大新闻媒体也因此兴奋得嗷嗷叫:中科院上海硅酸盐研究所发布消息称,该所联合北京大学、美国宾夕法尼亚大学展开持续攻关,已研制出一种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯,该材料具有极佳的电化学储能特性,可用作电动车的“超强电池”,充电只需7秒钟,即可续航35公里,相关研究成果已于12月18日发表在世界顶级期刊《科学》上。

那么,这个新玩意是否能解决电动车续航力差和充电慢的瓶颈问题?我看未必。

什么是石墨烯电池?

石墨烯电池其实并不是真正的电池,而是一种新材料超级电容。在此之前,超级电容已经广泛应用于电动车、混动汽车和大功率输出设备等领域,作为一种电化学储能装置,其性能介于传统电容和电池之间,具有功率密度高,循环寿命长以及安全可靠等特点,但是能量密度却是其最大的软肋。

石墨烯电池能带来电动汽车革命?扯淡!

为了解决这个问题,科研工作者只能在新材料上下功夫。经过多年研究,最后发现氮掺杂有序介孔石墨烯的性能表现最佳,不仅能实现高能量密度和高功率密度,而且还具有无毒环保,体积轻重量小,成本低廉易于规模生产,性能安全可靠,不易燃也不易爆等等优势,实为超级电容之最佳材料,可谓是居家必备,老少咸宜……

正因如此,氮掺杂有序介孔石墨烯超级电容无论是性能还是成本,都比目前实际应用的所有种类的电池更具优势,且在快速充放电方面更是将锂电池甩出几条街,完全可以替代掉原先的电动车电池组成为新的储能设备。所以,该超级电容被冠以“石墨烯电池”的名头见诸各大媒体。

然而就本质来说,石墨烯电池并不是真正的电池,如果说超级电容相当于电脑中的内存,电池相当于电脑中的机械硬盘,而石墨烯电池其实就相当于固态硬盘——尽管都有“储存”上的功能体现以及储存容量的限定,但就原理而言,固态硬盘和机械硬盘其实并不是一回事,固态硬盘的工作原理更接近于内存。

为何石墨烯不能带来电动车革命?

以特斯拉Model S为例,满电理论续航里程480公里上下,电池容量为85千瓦时,可用快速充电方式在一小时内充满电;而在快速充电条件下,充电桩的直流输出高达125千瓦时,换句话说就是每小时耗电125度。好了明确了这一点之后,咱们再继续往下掰扯小学水平的数学题。

如果将特斯拉Model S的锂电池全部更换为等容量的石墨烯电池,以“充电7秒钟续航35公里”来计算,480公里的续航力只需充电96秒,这个时间不比普通汽车加油耗时慢——其实算上在加油站排队和交费等时间,车主们会发现,自己进加油站加一次油的耗时不止96秒。

1小时(3600秒)将特斯拉Model S充满电,充电桩输出是125千瓦时;97秒将特斯拉Model S充满电,充电桩的输出就是3600÷96×125=4687.5千瓦时,即1小时耗电4687.5度——强调一下,这还只是理论数值!

85千瓦时的电池容量在1小时快充模式下耗电125千瓦时,损耗就高达47%(即125/85-100%=47%),而在96秒内充电85千瓦时,其损耗绝对远不止这么点,这对整个充电系统的散热要求达到了一个极其变态的高度!

好,就算中国有能力建造散热能力极其变态的充电系统,咱们接着往下算:保守而言,高速公路上的服务区加油站都可以同时容纳6辆车加油,以此为例,每个服务区都建立6个充电站,其负载将高达4687.5×6=28125千瓦时,这是一个什么概念呢?

这么说吧,三峡电站总共有32台70万千瓦的水轮发电机,总装机容量高达22,400,000千瓦,就算全负荷运转,也只能承担796个服务区的充电站用电量——如果考虑到实际充电损耗和输变电损耗,这个数值将至少下降三分之一,约为530。

我查了百度了一下关键字“高速公路服务区”,百度百科的结果是,截至2011年,全国高速公路服务区就超过1500个,现在相信远不止这个数!这就意味着,一个三峡电站,只能负载全国三分之一的高速公路服务区充电站,若遇上冬季枯水期,这个负载就只能转嫁给火电厂,如此一来,中国雾霾会不会加剧?大家自己想。

[责任编辑:赵卓然]

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