还原华为石墨烯基锂离子电池技术的本来面目

近几天来,华为推出了其新的“高温长寿命石墨烯基锂离子电池”技术,受到广泛关注。然而与此同时,华为自己的宣传中也夹杂了大量的民间媒体的添油加醋式的渲染。笔者认为华为取得了研究进展值得祝贺,但是有必要追本溯源,还原技术的本来面目,并客观分析这些技术对工业应用以及我们日常生活的影响。 

近几天来,华为推出了其新的“高温长寿命石墨烯基锂离子电池”技术,受到广泛关注。然而与此同时,华为自己的宣传中也夹杂了大量的民间媒体的添油加醋式的渲染。笔者认为华为取得了研究进展值得祝贺,但是有必要追本溯源,还原技术的本来面目,并客观分析这些技术对工业应用以及我们日常生活的影响。

还原华为石墨烯基锂离子电池技术的本来面目

这则新闻很有意思,民间给出了各种各样的解读,比如以后手机20秒充满电等等。然而我们看看华为自己的官方介绍,主要有以下几点:

1) 从网址可见,技术英文名叫Graphene assisted Li-ion battery,如果翻译出来,连“强化”(reinforced)都不算,如果直接翻中文,“辅助”(assisted)更确切。注意,这是华为自己说的,不是笔者在附会。

2) 改善性能的三方面:在电解液中加入特殊添加剂,除去痕量水,避免电解液的高温分解;电池正极选用改性的大单晶三元材料,提高材料的热稳定性;同时,采用新型材料石墨烯,可实现锂离子电池与环境间的高效散热。

A) 实际上,只要是在电化学行业中学习过的人都知道锂电电解液中加入添加剂,抑制水,是最基础的解决问题的通用和必须的做法。而为了改善电解液在高温/低温下的性能,都有相应的添加剂,这个改进可以说是中规中矩,但是离惊喜还有点远。

B) 改性大单晶三元材料,该材料的应用可以降低比表面积,减少副反应,高温涨气会好很多,因此对于高温性能有贡献。但是该路线也相应的牺牲了一些其它性能:大尺寸单晶过长的扩散距离,势必削弱电池的扩散-倍率相关性能,因此该款电池距离快充的需求只会比普通电池更远,而不是更近。

C) 石墨烯促进散热。华为一直非常重视石墨烯,相关新闻不绝于耳,然而在这么一个大突破的新闻下,华为只写了石墨烯用于散热,并没有写其可以用作导电剂,或者电极活性物质。实际上,石墨烯高导热的性能是公认的,制成的高性能散热膜也有很强的推广意义。

对于这三点技术可以分析一下:大单晶三元材料更是国内外有相当多的实验室早在关注,三星、松下等企业都有研究及专利申请。石墨烯散热则是石墨烯业内最常见的一个应用思路。所以此项创新更接近于工程集成上的进步。

3) 以上三点合力,得出了该电池的性能:“高温环境下的充放电测试表明,同等工作参数下,该石墨烯基高温锂离子电池的温升比普通锂离子电池降低5℃;60°C高温循环2000次,容量保持率仍超过70%;60℃高温存储200天,容量损失小于13%”, 李阳兴博士表示。

总体来说,以上三个技术在电池业内,其实都不罕见。添加剂优化有很多学校、实验室已经试验过。

由上可见,该电池主要是高温性能产生了突破,稳定性和寿命有很大提升,华为自己也表示该技术主要可以向高温严酷环境下推广,但是这与手机、电动汽车领域关注的重点恐怕相距较远,反而是和现在刚刚开始兴起的储能产业有不少的联系。

当然,接下来,华为宣布了自己的快充方面的计划,因此很多人在推测华为本次的技术会助力快充,实现大家期盼的“充电一分钟,续航好几天”的目标。然而根据业内人士的广泛共识,这恐怕有些脱离科学实际。

结语:

华为此次公布了研究进展值得鼓励,“石墨烯基锂离子电池”用法相比于之前的“石墨烯电池”的改变也耐人寻味。该技术在高温下的性能是比较好的,然而华为此项技术是不是还停留在实验室阶段,是否有中试放大能力,放大后综合性能、成本等方面是否还能保持也是我们需要持续关注的。电池量产并非易事,华为的电池一直是由ATL、欣旺达等企业供应,我们也希望华为可以在电池领域里取得像其在通信领域里同样的成果,引领中国制造的发展。

民间媒体的爱国心情可以理解,但是无限制的解读和引申该技术的意义恐怕并不可取,技术上的进展,交给技术圈的人去评判,总体来说仍是对于社会负责,对于社会公共资源浪费最少的选择。此外,对于制造业与技术的进步,我们更应该多一份执着踏实,少一些炒作与浮躁,这样才能让我们的技术更上一层楼,早日让中国制造变成中国创造。

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