號稱“萬能材料”石墨烯，能給儲能業帶來什么？

號稱“萬能材料”石墨烯，能給儲能業帶來什么？

十年后我們可能依然離不開電，但用電的方式可能全然不同。



特斯拉在去年底再次更新了主攻家庭用電方式的Powerwall產品，Powerwall不僅可以實現特斯拉汽車的動力電池錯峰充電外，也描繪出人類未來生活的用電場景。



未來，你的家庭用電可能不再完全依賴發電站的供電，通過一塊家用的電池，可以將太陽能儲存進家用電池中，同時這塊家用電池還可以根據不同時段的用電情況，在用電低谷期儲存電力，在用電高峰時自動切換成家用電池供電。而發電廠的電價可能因為全球能源的緊缺而更加昂貴，更多地用于大型工業使用。

“未來新能源取代傳統能源是必然趨勢，考慮到未來全球能源，特別是石油等化石能源日益緊缺，未來其可能更多用于軍工等關鍵領域而非民用領域，使用成本也更加高昂，這些都使新能源的發展成為必然趨勢。”東旭光電副總經理王忠輝說道。



而在東帆石能源咨詢有限公司的董事長陳衛東看來，近年來全球在對能源使用上道德維度的要求，才是推動各種必須實現清潔能源使用的最大因素。“以巴黎氣候協定的簽署為例，其更多的是出于對全球生態保護的考量，而對各國在能源使用上做出的道德要求。”



而要讓全球能源使用實現更經濟、更環保的轉型，最終都離不開儲能技術的突破。陳衛東告訴記者，未來人類社會的進步很大程度上有賴于儲能技術的突破。



而這一切已率先在新能源汽車領域展開探索。



石墨烯的轟動效應

2014年底曾有一段視頻在網上引發轟動。



視頻內容為西班牙Graphenano公司和西班牙科爾瓦多大學合作研發的石墨烯電池，在進行一次時長為8分鐘的充電后，可實現1000公里的續航里程。



這段視頻之所以引發轟動，是因為它直擊新能源汽車行業發展的兩個痛點：續航里程和電池快充問題。



當時，該實驗室所用電池即為石墨烯電池。一時間，石墨烯這一新材料能否引發儲能革命也引發眾多關注。



“理論上，石墨烯的高比面積、高導電率和導熱率都可以加強儲能系統（電池）的容量（續航里程）和充放速度，因此自然成為大家關注的焦點。”廈門大學能源學院院長李寧告訴記者，石墨烯在物理性能、化學性能上的優越表現，自然讓其成為大家關注的焦點。“但是技術發展和成熟過程有較大的不確定性，我個人認為還需要幾年的時間才能形成石墨烯起到重要或決定性作用的技術產品。”



從目前石墨烯的發展來看，從2004年首次被發現至今，目前已存在的石墨烯技術大多還停留在實驗室階段，已推出商業化產品的并不多。



十多年來一直專注做石墨烯投資的王忠輝告訴記者，石墨烯要實現產業應用和商業化，其中的一個難點就在于終端測試上。“以西班牙實驗室的新能源汽車測試數據為例，很難在實際應用中實現，因為現實環境中的多變因為非常多。”



而對于目前新能源汽車發展中遇到的兩個關鍵瓶頸，王忠輝告訴記者， 東旭光電根據企業此前的技術積累，將創新點放在電池的快充技術上。



“我們之前推出的烯王石墨烯基鋰離子電池已經在共享電動車上小批量應用，可以將電動車的充電時間從4-6小時縮短到15-20分鐘。”王忠輝表示。



記者了解到，以續航里程為300公里的新能源汽車為例，其通過充電樁快充所需時間一般為1-1.5小時，而通過交流電慢充則需要6-12個小時。充電時間過長、充電效率低也導致了為新能源汽車提供充電服務的配套服務發展緩慢，使新能源汽車只能作為城市里點對點的交通工具，制掣其產業發展。



對此，如果本土石墨烯電池研究技術真能實現這一突破，勢必將會給新能源汽車的發展開拓出極大的市場空間，但其最終是否能研發成功，尚有待觀察。



與此同時，石墨烯所帶來的儲能密度提升，也是市場對石墨烯技術創新的關注點。但從現有研發成果來看，石墨烯在對新能源汽車續航里程的研究上，尚未有大的突破。



而石墨烯電池使用的穩定性，以及其對電流傳輸等環境的要求等，尚需長期的實驗測試才能確保其效果和穩定性，這也是目前在新能源汽車研發上技術最為先進的特斯拉也未在一款產品中使用石墨烯電池的原因。

“石墨烯的輕、薄、透及導電性能好，的確是解決目前能量儲存密度及快速充電等問題的比較好的材料，這也讓大家對石墨烯的未來發展充滿期待。”陳衛東告訴記者，但從現有的科研成果和技術應用來看，他尚未看到儲能技術研發上的突破性進展。