石墨烯從材料領域橫空出世成為街知巷聞的新聞熱詞，源自它與新能源汽車的聯(lián)系。炙手可熱的新能源汽車發(fā)展到今天，高歌猛進的態(tài)勢被電池扼住了喉嚨，行業(yè)想要擺脫“窒息”之痛的急切，從石墨烯的躥紅速度可見一二。

連篇累牘的報道捧紅了石墨烯，也炙熱了新能源汽車關聯(lián)產(chǎn)業(yè)想要突破束縛繼續(xù)擴張的心，但是石墨烯是否能夠擔當解開動力鋰離子電池束縛的“救世主”？

記者采訪了我國科學院院士、北京大學化學與分子工程學院教授、北京石墨烯研究院院長劉忠范，希望從他那里對石墨烯有一個更客觀的了解。

▲劉忠范

有所幫助但離顛覆還遠

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石墨烯“爆紅”是近兩年的事兒，但實際上類似的研究和嘗試已經(jīng)開展了很長時間。

劉忠范有關石墨烯在汽車電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展持保留看法。

“石墨烯在國內(nèi)嘗試最多的就是加在鋰離子電池里面做導電添加劑。石墨烯的導電性好，放進去會一定程度上提高電池的導電性，降低內(nèi)阻，電池的性能會有所提升。”劉忠范表示，做這些嘗試的人很多，但是由于石墨烯本身來源、制備方法等方面的原因，做出來的產(chǎn)品并不穩(wěn)定。

鋰離子電池用石墨烯來做導電添加劑，劉忠范通俗的解釋為，像炒菜放味精相同，加上之后導電性變好，內(nèi)阻降低，電池性能就會有所提升。

此外，他補充道，在石墨烯之前，碳材料家族里的碳納米管就已經(jīng)有20多年的研究歷史了，比石墨烯還要早十幾年。“在那個時候碳納米管加進去也能起到類似的用途，而且現(xiàn)在也有人把石墨烯和碳納米管一起加進去，所以從某種意義上來說，這一類的碳材料加進去都有效果，但是效果有限。”

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劉忠范認為，石墨烯可能對汽車動力鋰離子電池性能提升有所幫助，但是將會為動力鋰離子電池行業(yè)帶來顛覆性的變化這個說法不合適。

石墨烯的應用效果還有待商榷

電池技術短時間內(nèi)難以突破被認為是電動汽車發(fā)展的瓶頸，目前最受行業(yè)期待的電池突破，一是充電效率的提高，二是能量密度提高。

石墨烯究竟能在哪方面發(fā)揮用途？對此，劉忠范也給出了他的解釋。

“這兩方面的用途都有人提，但我認為石墨烯在實際應用上的用途還有待商榷。”劉忠范說，石墨烯導電性好是優(yōu)點，但是它并非沒有缺點，例如，它的表面積比較大。“也就是說，石墨烯雖然導電性好，加到電池里面會讓鋰離子更活躍，從而提高充電效率。但是，石墨烯加的少用途不明顯，加的多又非常占空間不利于應用到汽車上。”

他強調(diào)，石墨烯在電池的應用中，不僅要考慮重量能量密度，還要考慮體積能量密度，所以，石墨烯電池離成熟應用還很遠，還有很多問題要考慮和平衡。

“是不是加上之后充電一定變得特別快？我是不太認可這個說法的。汽車電池里面加上一點點石墨烯，它能起到多大的用途？假如加的量多，還會有別的問題出現(xiàn)。加的多了之后，電池的體積會增大，而汽車電池最好應該是體積越小儲能越多越好，所以多加和少加都伴隨別的問題出現(xiàn)。”劉忠范說，石墨烯開始時髦起來有十二三年時間，最開始就有人研究石墨烯在電池上的應用，但是到現(xiàn)在大家還在爭論，這就說明石墨烯在電池方面應用待解決的問題還很多。

所以，劉忠范并不認為短時間內(nèi)，石墨烯能夠在汽車電池領域有很大突破。雖然態(tài)度并不樂觀，但是他并不否認石墨烯也是動力鋰離子電池未來發(fā)展的一個值得嘗試的方向。

系統(tǒng)的多向努力可行性更高

有關解決電動汽車的續(xù)航里程問題，劉忠范認為，不能把希望只寄托在電池材料的突破上，電動汽車的發(fā)展是系統(tǒng)問題，系統(tǒng)問題應該從多方面系統(tǒng)化地解決。

劉忠范認為，提高電動汽車續(xù)航里程，未來努力的方向可以有兩個，“一是降低整車重量，比如重量減半，原先一噸現(xiàn)在半噸，那么要的能量就會少一半；與此同時，電池的能量密度再提高一倍，兩方面往一起湊，這樣我認為是可行的。但是假如單純從電池方面努力，把現(xiàn)有的汽車裝上電池，就要求它跑500公里甚至更多，單靠提高電池能量密度達到續(xù)航500公里以上，我認為這是不現(xiàn)實的。”

電動汽車的動力鋰離子電池也是一個要系統(tǒng)解決的問題，劉忠范說，“動力鋰離子電池的性能與材料有關，與結構也有關系，還與充電樁的配置有關系。只有這些相關聯(lián)的問題都解決好了，才能保證整體性能的提升，材料的改進只是其中的一個方面而已。”

特斯拉的成功就是范例。“特斯拉續(xù)航里程高，但是實際上它也沒有應用什么具有突破性意義的材料或者技術，之所以續(xù)航里程高是因為電池管理做得好。”劉忠范舉了個最簡單的例子，“就好比同是一個班的人干活，指揮水平、組織水平高效率自然高；指揮能力差，大家行動都不一致，效率肯定差。電池的管理也相同，電池管理策略做得好，那么，同樣級別的電池發(fā)揮的效應肯定更好。特斯拉成功就成功在電池管理做得好，而這恰恰是國內(nèi)電動汽車產(chǎn)業(yè)欠缺的。”