号称“万能材料”石墨烯，能给储能业带来什么？

号称“万能材料”石墨烯，能给储能业带来什么？

十年后我们可能依然离不开电，但用电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电方式的Powerwall产品，Powerwall不仅可以实现特斯拉汽车的动力电池错峰充电外，也描绘出人类未来生活的用电场景。



未来，你的家庭用电可能不再完全依赖发电站的供电，通过一块家用的电池，可以将太阳能储存进家用电池中，同时这块家用电池还可以根据不同时段的用电情况，在用电低谷期储存电力，在用电高峰时自动切换成家用电池供电。而发电厂的电价可能因为全球能源的紧缺而更加昂贵，更多地用于大型工业使用。

“未来新能源取代传统能源是必然趋势，考虑到未来全球能源，特别是石油等化石能源日益紧缺，未来其可能更多用于军工等关键领域而非民用领域，使用成本也更加高昂，这些都使新能源的发展成为必然趋势。”东旭光电副总经理王忠辉说道。



而在东帆石能源咨询有限公司的董事长陈卫东看来，近年来全球在对能源使用上道德维度的要求，才是推动各种必须实现清洁能源使用的最大因素。“以巴黎气候协定的签署为例，其更多的是出于对全球生态保护的考量，而对各国在能源使用上做出的道德要求。”



而要让全球能源使用实现更经济、更环保的转型，最终都离不开储能技术的突破。陈卫东告诉记者，未来人类社会的进步很大程度上有赖于储能技术的突破。



而这一切已率先在新能源汽车领域展开探索。



石墨烯的轰动效应

2014年底曾有一段视频在网上引发轰动。



视频内容为西班牙Graphenano公司和西班牙科尔瓦多大学合作研发的石墨烯电池，在进行一次时长为8分钟的充电后，可实现1000公里的续航里程。



这段视频之所以引发轰动，是因为它直击新能源汽车行业发展的两个痛点：续航里程和电池快充问题。



当时，该实验室所用电池即为石墨烯电池。一时间，石墨烯这一新材料能否引发储能革命也引发众多关注。



“理论上，石墨烯的高比面积、高导电率和导热率都可以加强储能系统（电池）的容量（续航里程）和充放速度，因此自然成为大家关注的焦点。”厦门大学能源学院院长李宁告诉记者，石墨烯在物理性能、化学性能上的优越表现，自然让其成为大家关注的焦点。“但是技术发展和成熟过程有较大的不确定性，我个人认为还需要几年的时间才能形成石墨烯起到重要或决定性作用的技术产品。”



从目前石墨烯的发展来看，从2004年首次被发现至今，目前已存在的石墨烯技术大多还停留在实验室阶段，已推出商业化产品的并不多。



十多年来一直专注做石墨烯投资的王忠辉告诉记者，石墨烯要实现产业应用和商业化，其中的一个难点就在于终端测试上。“以西班牙实验室的新能源汽车测试数据为例，很难在实际应用中实现，因为现实环境中的多变因为非常多。”



而对于目前新能源汽车发展中遇到的两个关键瓶颈，王忠辉告诉记者， 东旭光电根据企业此前的技术积累，将创新点放在电池的快充技术上。



“我们之前推出的烯王石墨烯基锂离子电池已经在共享电动车上小批量应用，可以将电动车的充电时间从4-6小时缩短到15-20分钟。”王忠辉表示。



记者了解到，以续航里程为300公里的新能源汽车为例，其通过充电桩快充所需时间一般为1-1.5小时，而通过交流电慢充则需要6-12个小时。充电时间过长、充电效率低也导致了为新能源汽车提供充电服务的配套服务发展缓慢，使新能源汽车只能作为城市里点对点的交通工具，制掣其产业发展。



对此，如果本土石墨烯电池研究技术真能实现这一突破，势必将会给新能源汽车的发展开拓出极大的市场空间，但其最终是否能研发成功，尚有待观察。



与此同时，石墨烯所带来的储能密度提升，也是市场对石墨烯技术创新的关注点。但从现有研发成果来看，石墨烯在对新能源汽车续航里程的研究上，尚未有大的突破。



而石墨烯电池使用的稳定性，以及其对电流传输等环境的要求等，尚需长期的实验测试才能确保其效果和稳定性，这也是目前在新能源汽车研发上技术最为先进的特斯拉也未在一款产品中使用石墨烯电池的原因。

“石墨烯的轻、薄、透及导电性能好，的确是解决目前能量储存密度及快速充电等问题的比较好的材料，这也让大家对石墨烯的未来发展充满期待。”陈卫东告诉记者，但从现有的科研成果和技术应用来看，他尚未看到储能技术研发上的突破性进展。