北京纯电动车销量笑傲全国 谁是纯电小车技术之王

日前，新华社发布了一则消息，令电动汽车制造商兴奋不已。新闻称：“中国科学院上海硅酸盐研究所的科学家成功开发了一种用于超级电容器的高性能电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。”， “这种材料具有优异的电化学储能特性，可以用作电动汽车的‘超级电池’：充电只需7秒，续航35公里。据报道，相关研究成果已于18日发表在世界顶级学术期刊《科学》上。这听起来很棒，但还不要兴奋需要了解这种新材料及其应用。

超级电容器能带我们飞吗？

据新华网报道，所谓超级电容器是介于传统电容器和电池之间的电化学储能装置。由于其功率密度高、循环寿命长、安全可靠，已广泛应用于混合动力汽车、大功率输出设备等领域。“等等，既然这么好？为什么大多数电动汽车主要使用电池？例如，特斯拉的锂电池（大部分）以及丰田普锐斯的镍氢电池。原因是超级电容器的能量密度太低。低能量密度意味着满足实际需求的电容量将非常大。据报道，寻找理想的材料使超级电容器具有高功能和高能量一直是科学家们努力的方向。

《科学》杂志的文章称，这次开发的新材料能量密度可以达到41wh/kg铅酸电池，并且具有良好的功能性，这确实是一个很大的进步。但就实用性而言，以特斯拉为例，目前的特斯拉Model S使用了松下18650块电池，其能量密度为233wh/kg，而特斯拉Model S上的一块电池重达900公斤。用5000公斤以上的电池运行似乎并没有那么漂亮。事实上，目前的超级电容器都隶属于电池，在电动汽车中起着辅助作用。第二次充电，事实上，快速充电和快速放电，一直是超级电容器的一大优势。然而，如果能量密度问题不能解决，一切听起来都会很美好。

值得一提的是，在《科学》杂志的文章中，我们找不到“充电仅需7秒，续航35公里”的相关数据。我想知道这些信息是从哪里来的。

石墨烯？还是类似石墨烯的碳材料？

在新华社的文章中。com，上海硅酸盐开发的新材料被称为“氮掺杂有序介孔石墨烯”。然而，事实上，在科学的文章中，这并不意味着它使用石墨烯，更合适的表达可能是类石墨烯的介孔氮材料。

事实上，近年来类似的报道也不少，比如“新一代超级电容器几分钟就能跑500公里”，也有不少“如何评价”XXX研发出一种一分钟就能充满电的新型电池！

“这个消息？”每次相关研究发表，这个消息总是会引起业内相关人士的兴奋。然而，从研发到实际生产和使用还有多远？知乎上一位同学对这一新材料的回答可能值得思考。以下摘自知乎的回答：清华大学能源互联网创新研究院副研究员刘冠伟博士（知乎ID Frey Liu）。

实验室取得了性能突破，但现在说工业化还为时过早。

本文对碳基超级电容器进行了氮掺杂，使有序介孔碳材料具有电化学活性和赝电容器工作能力，能量密度达到41Wh/kg铅酸电池，功率保持了超级电容器的一贯优势。本文对该材料的电化学性能、在不同电解质中的工作能力和反应机理进行了详细的表征，在此不再赘述。简而言之，可以毫不夸张地说，它在超级电容器领域取得了突破。

但它想要实用吗？我有几个问题。

（1） 成本

本文中使用的制备工艺1是一种典型的模板法：

利用SiO2模板，CVD利用CH4和NH3作为碳源和氮源生长材料，然后用氢氟酸蚀刻模板得到材料。不仅如此，它还用浓硝酸处理以提高氮含量。

你知道大规模生产材料的这个过程有多贵吗？你知道大规模生产材料的这个过程有多贵吗？你知道大规模生产材料的这个过程有多贵吗？重要的事情应该说三遍。

事实上，SiO2模板生产材料的产率一定不高，而且模板的制备有一定的成本。然后通过CVD制备材料。如果你的材料是按重量而不是按面积生产的，那么成本一定是醉酒的节奏。之后，它将被剧的氢氟酸腐蚀。想想保护危险物品的成本有多高。最后，还有浓硝酸处理。隐马尔可夫模型。。。环境影响评估一定非常困难。

现在这项技术在实验室里很常见，做研究也没有问题，但如果明天必须付诸实践，那就是梦想。。。

当然，本文作者也表示，他们还采用了一种相对更经济的工艺，很可能是在没有模板的情况下直接制备溶胶-凝胶，然后进行CVD合成。

问题仍然存在：溶胶凝胶对工业来说不是便宜货，然后你仍然使用CVD。。。无论如何，你在成本上没有竞争力。

说到这里，很多人可能不服气，说作者不能吃葡萄，说随着技术的发展，成本问题可以解决。但我想说的是，关键取决于你的新技术将取代旧系统：如果旧技术昂贵，最好说你的技术更贵；

然而，如果它取代了现有的大规模生产的非常便宜的东西（这些各种碳基材料），即使你的新产品的性能真的有了飞跃，也绝对不会人们先诚实地计算经济账目，然后采取行动投资研发和扩大生产。

（2） 电极制备工艺

本文使用的工艺是将活性材料和可压缩石墨烯泡沫（作为集电器）挤出在一起，而不添加添加剂，制成极片。

可以看出，没有使用传统的金属集电器。事实上，3D石墨烯泡沫具有大的比表面积和良好的三维导电网络。这种集电器的使用将给材料的性能带来很多附加。在这方面，中国科学院会明金属研究所的成员小组有很多工作要做。所以这里的大问题是：为什么不使用传统的集电器，而使用石墨烯泡沫来测试这种材料的电财产？如果使用传统的集电器，测量的性能是否更有参考和比较价值？

（3） 整体定位

尽管我们的作者朋友为这篇材料设定了“7秒内跑35公里”，但我认为我们应该看看作者对他的作品的看法。对于超级电容器的应用，作者使用了一个有意义的词，即潜在的可以与电池竞争。因此，作者没有说它一定与电池密切接触。事实上，首先成为电容领域的领导者更为实际。最后，在这个可以与铅酸和镍氢相媲美的评估之后，当谈到锂离子时，作者非常客观地使用了一个词：也许。

至少我们可以认为，如果它想取代锂离子，它比以前的要困难得多。所以事实上，作者对电容器的位置非常清楚。

（4） 科研VS产业

其他几位朋友也在这里表示，实验室制造的东西往往需要很长时间才能工业化，有些技术甚至可能因为技术路线等因素而工业化。我从不认为科学研究不重要，但我认为国家应该加大力度支持那些可以试点并有工业化前景的技术。这是提升产业、让中国更强大的正确途径。因此，我也期待着这项技术尽快进行中试，并大规模生产出具有高一致性、可靠性、成本和竞争力的产品。

所以，让我们拭目以待，看看一切会如何发展。

附言：我觉得在7秒内跑35公里很有趣，还是7的数字。。。好吧，这相当于在一秒钟内跑5公里。如果是一辆普通的家用电动汽车，一次行驶7-8公里，我们就把它算作10公里。一秒钟充电需要0.5度，1千瓦时=3600千瓦，即功率达到1800千瓦。隐马尔可夫模型。

综上所述，中国科学院的新材料确实取得了重大突破，但从实验室到工厂再到市场还有很长的路要走。日前，新华社发布了一则消息，令电动汽车制造商兴奋不已。新闻称：“中国科学院上海硅酸盐研究所的科学家成功开发了一种用于超级电容器的高性能电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。”， “这种材料具有优异的电化学储能特性，可以用作电动汽车的‘超级电池’：充电只需7秒，续航35公里。据报道，相关研究成果已于18日发表在世界顶级学术期刊《科学》上。这听起来很棒，但还不要兴奋需要了解这种新材料及其应用。

超级电容器能带我们飞吗？

据新华网报道，所谓超级电容器是介于传统电容器和电池之间的电化学储能装置。由于其功率密度高、循环寿命长、安全可靠，已广泛应用于混合动力汽车、大功率输出设备等领域。“等等，既然这么好？为什么大多数电动汽车主要使用电池？比如特斯拉的锂电池（大部分）和丰田普锐斯的镍氢电池。原因是超级电容器的能量密度太低。能量低……

ensity意味着满足实际需求的电容量将非常大。据报道，寻找理想的材料使超级电容器具有高功能和高能量一直是科学家们努力的方向。

《科学》杂志的文章称，这次开发的新材料能量密度可以达到41wh/kg铅酸电池，并且具有良好的功能性，这确实是一个很大的进步。但就实用性而言，以特斯拉为例，目前的特斯拉Model S使用了松下18650块电池，其能量密度为233wh/kg，而特斯拉Model S上的一块电池重达900公斤。用5000公斤以上的电池运行似乎并没有那么漂亮。事实上，目前的超级电容器都隶属于电池，在电动汽车中起着辅助作用。第二次充电，事实上，快速充电和快速放电，一直是超级电容器的一大优势。然而，如果能量密度问题不能解决，一切听起来都会很美好。

值得一提的是，在《科学》杂志的文章中，我们找不到“充电仅需7秒，续航35公里”的相关数据。我想知道这些信息是从哪里来的。

石墨烯？还是类似石墨烯的碳材料？

在新华社的文章中。com，上海硅酸盐开发的新材料被称为“氮掺杂有序介孔石墨烯”。然而，事实上，在科学的文章中，这并不意味着它使用石墨烯，更合适的表达可能是类石墨烯的介孔氮材料。

事实上，近年来类似的报道也不少，比如“新一代超级电容器几分钟就能跑500公里”，也有不少“如何评价”XXX研发出一种一分钟就能充满电的新型电池！

“这个消息？”每次相关研究发表，这个消息总是会引起业内相关人士的兴奋。然而，从研发到实际生产和使用还有多远？知乎上一位同学对这一新材料的回答可能值得思考。以下摘自知乎的回答：清华大学能源互联网创新研究院副研究员刘冠伟博士（知乎ID Frey Liu）。

实验室取得了性能突破，但现在说工业化还为时过早。

本文对碳基超级电容器进行了氮掺杂，使有序介孔碳材料具有电化学活性和赝电容器工作能力，能量密度达到41Wh/kg铅酸电池，功率保持了超级电容器的一贯优势。本文对该材料的电化学性能、在不同电解质中的工作能力和反应机理进行了详细的表征，在此不再赘述。简而言之，可以毫不夸张地说，它在超级电容器领域取得了突破。

但它想要实用吗？我有几个问题。

（1） 成本

本文中使用的制备工艺1是一种典型的模板法：

利用SiO2模板，CVD利用CH4和NH3作为碳源和氮源生长材料，然后用氢氟酸蚀刻模板得到材料。不仅如此，它还用浓硝酸处理以提高氮含量。

你知道大规模生产材料的这个过程有多贵吗？你知道大规模生产材料的这个过程有多贵吗？你知道大规模生产材料的这个过程有多贵吗？重要的事情应该说三遍。

事实上，SiO2模板生产材料的产率一定不高，而且模板的制备有一定的成本。然后通过CVD制备材料。如果你的材料是按重量而不是按面积生产的，那么成本一定是醉酒的节奏。之后，它将被剧的氢氟酸腐蚀。想想保护危险物品的成本有多高。最后，还有浓硝酸处理。隐马尔可夫模型。。。环境影响评估一定非常困难。

现在这项技术在实验室里很常见，做研究也没有问题，但如果明天必须付诸实践，那就是梦想。。。

当然，本文作者也表示，他们还采用了一种相对更经济的工艺，很可能是在没有模板的情况下直接制备溶胶-凝胶，然后进行CVD合成。

问题仍然存在：溶胶凝胶对工业来说不是便宜货，然后你仍然使用CVD。。。无论如何，你在成本上没有竞争力。

说到这里，很多人可能不服气，说作者不能吃葡萄，说随着技术的发展，成本问题可以解决。但我想说的是，关键取决于你的新技术将取代旧系统：如果旧技术昂贵，最好说你的技术更贵；

然而，如果它取代了现有的大规模生产的非常便宜的东西（这些各种碳基材料），即使你的新产品的性能真的有了飞跃，也绝对不会人们先诚实地计算经济账目，然后采取行动投资研发和扩大生产。

（2） 电极制备工艺

本文使用的工艺是将活性材料和可压缩石墨烯泡沫（作为集电器）挤出在一起，而不添加添加剂，制成极片。

可以看出，没有使用传统的金属集电器。事实上，3D石墨烯泡沫具有大的比表面积和良好的三维导电网络。这种集电器的使用将给材料的性能带来很多附加。在这方面，中国科学院会明金属研究所的成员小组有很多工作要做。所以这里的大问题是：为什么不使用传统的集电器，而使用石墨烯泡沫来测试这种材料的电财产？如果使用传统的集电器，测量的性能是否更有参考和比较价值？

（3） 整体定位

尽管我们的作者朋友为这篇材料设定了“7秒内跑35公里”，但我认为我们应该看看作者对他的作品的看法。对于超级电容器的应用，作者使用了一个有意义的词，即潜在的可以与电池竞争。因此，作者没有说它一定与电池密切接触。事实上，首先成为电容领域的领导者更为实际。最后，在这个可以与铅酸和镍氢相媲美的评估之后，当谈到锂离子时，作者非常客观地使用了一个词：也许。

至少我们可以认为，如果它想取代锂离子，它比以前的要困难得多。所以事实上，作者对电容器的位置非常清楚。

（4） 科研VS产业

其他几位朋友也在这里表示，实验室制造的东西往往需要很长时间才能工业化，有些技术甚至可能因为技术路线等因素而工业化。我从不认为科学研究不重要，但我认为国家应该加大力度支持那些可以试点并有工业化前景的技术。这是提升产业、让中国更强大的正确途径。因此，我也期待着这项技术尽快进行中试，并大规模生产出具有高一致性、可靠性、成本和竞争力的产品。

所以，让我们拭目以待，看看一切会如何发展。

附言：我觉得在7秒内跑35公里很有趣，还是7的数字。。。好吧，这相当于在一秒钟内跑5公里。如果是一辆普通的家用电动汽车，一次行驶7-8公里，我们就把它算作10公里。一秒钟充电需要0.5度，1千瓦时=3600千瓦，即功率达到1800千瓦。隐马尔可夫模型。

综上所述，中国科学院的新材料确实取得了重大突破，但从实验室到工厂再到市场还有很长的路要走。

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