石墨烯电池能带来电动汽车革命？扯淡！

近日，一则新闻给电动汽车行业打了一针强心针，各大新闻媒体兴奋得尖叫起来：中国科学院上海硅酸盐研究所发布消息称，该研究所联合北京大学、宾夕法尼亚大学，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具有优异的电化学储能特性，可作为电动汽车的“超级电池”。充电只需7秒，可以续航35公里。

那么，这款新玩意能解决电动汽车续航能力差、充电慢的瓶颈问题吗？我认为情况未必如此。

什么是石墨烯电池？

石墨烯电池不是真正的电池，而是一种新型材料超级电容器。在此之前，超级电容器已广泛应用于电动汽车、混合动力汽车和高功率输出设备。作为一种电化学储能装置，其性能介于传统电容器和电池之间，具有功率密度高、循环寿命长、安全可靠等特点，但能量密度是其最大的弱点。

为了解决这个问题，研究人员只能在新材料上下功夫。经过多年的研究，最终发现氮掺杂的有序介孔石墨烯性能最好，不仅可以实现高能量密度和高功率密度，还具有无、环保、重量轻、成本低、易于批量生产、性能安全可靠、不燃不爆等优点。它实际上是超级电容器的最佳材料，可以说是家里的必备品，无论老少。。。

因此，氮掺杂有序介孔石墨烯超级电容器在性能和成本方面优于目前在实践中应用的各种电池，并且在快速充放电方面可以完全取代电动汽车原有的电池组，成为一种新的储能装置。因此，超级电容器被命名为“石墨烯电池”，并出现在各大媒体上。

然而，从本质上讲，石墨烯电池并不是真正的电池。如果超级电容器相当于计算机中的存储器，电池相当于计算机的机械硬盘，石墨烯电池实际上相当于固态硬盘，尽管两者都具有“存储”功能和存储容量的限制，但原则上固态硬盘和机械硬盘不是一回事，固态硬盘的工作原理更接近内存。

为什么石墨烯不能带来电动汽车革命？

以特斯拉Model S为例。充满电的理论巡航里程约为480公里，电池容量为85千瓦时。通过快速充电，它可以在一小时内充满电。在快速充电的情况下，充电桩的直流输出高达125千瓦时，换句话说，每小时消耗125千瓦时。好的，在弄清楚这一点之后，让我们继续分解小学阶段的数学问题。

如果特斯拉Model S的锂电池全部换成相同容量的石墨烯电池，480公里的续航能力可以用“充电7秒，续航35公里”来计算，充电时间仅为96秒，并不比普通汽车慢。事实上，计算加油站排队和缴费的时间，车主会发现在加油站加油需要96秒以上。

特斯拉Model S在1小时（3600秒）内充满电，充电桩的输出为125千瓦时；当特斯拉Model S在97秒内充满电时，充电桩的输出为3600÷96×125=4687.5千瓦时，也就是说，强调一小时的功耗为4687.5千瓦时时，这只是一个理论值！

85千瓦时的电池容量在一小时快充模式下消耗125千瓦时，损耗高达47%（即125/85-100%=47%），而损耗绝对远超96秒充电85千瓦时，这对于整个充电系统的散热要求来说已经达到了极不正常的高度！

好吧，即使中国有能力建造一个散热极不正常的充电系统，让我们继续计算：保守地说，高速公路服务区的加油站可以容纳六辆车同时加油。以此为例，每个服务区将建设6个充电站，负荷将高达4687.5×6=28125千瓦时。这个概念是什么？

只说三峡电站有32台70万千瓦的水轮发电机，总装机容量2240万千瓦，即使满负荷运行，也只能承担796个服务区充电站的用电量。如果考虑到实际的充电损耗和传输和转换损耗，这个值将下降至少三分之一，约为530。

我在百度里查了“高速公路服务区”这个关键词，百度百科的结果是，到2011年，中国有1500多个高速公路服务区，现在我相信远远不止这个数字！这意味着，一座三峡电站只能承载中国高速公路服务区三分之一的充电站。如果在冬季遇到旱季，这种负荷只能传递给火力发电厂。因此，中国的雾霾会加剧吗？自己想想。

此外，每个服务区的快速充电站负荷高达28125千瓦时，这意味着每个服务区必须配备一个至少10千伏的专用变电站，其建设成本约为500万元，这意味着您有750亿元的资金缺口。让我们换个角度思考。如果未来电动汽车普及，中国每个社区都会有六辆电池寿命为35公里、7秒的电动汽车停在车库里充电。事实上，一个社区的六辆电动汽车并不算太多。结果会是什么？结果太“美”了，我无法想象！

这并不是最可怕的事情。也许大多数时候，电动汽车不会一起充电，但如果有假期，高速公路爆裂，每个服务区都有电动汽车排队，我该怎么办？事实上，每到节假日，服务区加油站都会上演这一幕，可以肯定的是，电动车车主不会有耐心在服务区采取“慢充”模式，而国家电网根本无法承受这一负荷！好吧，有人建议，为了确保国家电网不被压垮，每个充电桩只能设置为960秒的快速充电模式，而且排队的时间越长，排队的时间就越长。那么，这个问题应该解决吗？

当然不是。我相信任何一个大学电气工程专业的学生都会把说这种话的人拖出来打一顿！

在电气工程中有一个术语叫做“功率流分布”。即使以这种比以前慢10倍的方式进行集中充电，如此小范围、大负荷、集中时间的用电量也会导致电网潮流分布严重异常，对国家电网造成致命打击，中国将瞬间成为解放前的油灯社会。

有人又说，把充电时间慢10倍到9600秒，这样就可以了，对吧？是的，好的，9600秒，超过两个小时。那么，石墨烯电池快速充电的意义难道不是一个天然的鸡蛋吗？

摘要：

综上所述，电动汽车的充电实际上并不是一项单方面的技术。这就像有人拿着水壶在水管下加水一样。决定注水速度的不仅是容器的开度，还有水管的开度和流速。因此，电动汽车的充电速度实际上是由“两拍”决定的。即使其中一个拍击演变成高能钛拍击，它也不会响。

当然，写这篇文章的目的并不是给在新材料领域做出杰出贡献的中国科学家泼冷水。无论从哪个角度来看，如此伟大的科研成果都值得我们尊敬和纪念。我只想明确一点，仅靠“石墨烯”并不能解决电动汽车目前甚至未来面临的充电问题。这纯粹是科普，没有恶意。

在我看来，首先可以享受这项伟大技术带来的便利的是手机。即使每个手机充电器都能达到20A的直流输出，也就是说充电速度比现在快20倍，也不会对家庭和电网的负载造成任何不利影响。近日，一则新闻给电动汽车行业打了一针强心针，各大新闻媒体兴奋得尖叫起来：中国科学院上海硅酸盐研究所发布消息称，该研究所联合北京大学、宾夕法尼亚大学，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具有优异的电化学储能特性，可作为电动汽车的“超级电池”。充电只需7秒，可以续航35公里。

那么，这款新玩意能解决电动汽车续航能力差、充电慢的瓶颈问题吗？我认为情况未必如此。

什么是石墨烯电池？

石墨烯电池不是真正的电池，而是一种新型材料超级电容器。在此之前，超级电容器已广泛应用于电动汽车、混合动力汽车和高功率输出设备。作为一种电化学储能装置，其性能介于传统电容器和电池之间，具有功率密度高、循环寿命长、安全可靠等特点，但能量密度是其最大的弱点。

为了解决这个问题，研究人员只能在新材料上下功夫。经过多年的研究，最终发现氮掺杂的有序介孔石墨烯性能最好，不仅可以实现高能量密度和高功率密度，还具有无、环保、重量轻、成本低、易于批量生产、性能安全可靠、不燃不爆等优点。它实际上是超级电容器的最佳材料，可以说是家里的必备品，无论老少。。。

因此，氮掺杂有序介孔石墨烯超级电容器在性能和成本方面优于目前在实践中应用的各种电池，并且在快速充放电方面可以完全取代电动汽车原有的电池组，成为一种新的储能装置。因此，超级电容器被命名为“石墨烯电池”，并出现在各大媒体上。

然而，从本质上讲，石墨烯电池并不是真正的电池。如果超级电容器相当于计算机中的存储器，电池相当于计算机的机械硬盘，石墨烯电池实际上相当于固态硬盘，尽管两者都具有“存储”功能和存储容量的限制，但原则上固态硬盘和机械硬盘不是一回事，固态硬盘的工作原理更接近内存。

为什么石墨烯不能带来电子……

ic汽车革命？

以特斯拉Model S为例。充满电的理论巡航里程约为480公里，电池容量为85千瓦时。通过快速充电，它可以在一小时内充满电。在快速充电的情况下，充电桩的直流输出高达125千瓦时，换句话说，每小时消耗125千瓦时。好的，在弄清楚这一点之后，让我们继续分解小学阶段的数学问题。

如果特斯拉Model S的锂电池全部换成相同容量的石墨烯电池，480公里的续航能力可以用“充电7秒，续航35公里”来计算，充电时间仅为96秒，并不比普通汽车慢。事实上，计算加油站排队和缴费的时间，车主会发现在加油站加油需要96秒以上。

特斯拉Model S在1小时（3600秒）内充满电，充电桩的输出为125千瓦时；当特斯拉Model S在97秒内充满电时，充电桩的输出为3600÷96×125=4687.5千瓦时，也就是说，强调一小时的功耗为4687.5千瓦时时，这只是一个理论值！

85千瓦时的电池容量在一小时快充模式下消耗125千瓦时，损耗高达47%（即125/85-100%=47%），而损耗绝对远超96秒充电85千瓦时，这对于整个充电系统的散热要求来说已经达到了极不正常的高度！

好吧，即使中国有能力建造一个散热极不正常的充电系统，让我们继续计算：保守地说，高速公路服务区的加油站可以容纳六辆车同时加油。以此为例，每个服务区将建设6个充电站，负荷将高达4687.5×6=28125千瓦时。这个概念是什么？

只说三峡电站有32台70万千瓦的水轮发电机，总装机容量2240万千瓦，即使满负荷运行，也只能承担796个服务区充电站的用电量。如果考虑到实际的充电损耗和传输和转换损耗，这个值将下降至少三分之一，约为530。

我在百度里查了“高速公路服务区”这个关键词，百度百科的结果是，到2011年，中国有1500多个高速公路服务区，现在我相信远远不止这个数字！这意味着，一座三峡电站只能承载中国高速公路服务区三分之一的充电站。如果在冬季遇到旱季，这种负荷只能传递给火力发电厂。因此，中国的雾霾会加剧吗？自己想想。

此外，每个服务区的快速充电站负荷高达28125千瓦时，这意味着每个服务区必须配备一个至少10千伏的专用变电站，其建设成本约为500万元，这意味着您有750亿元的资金缺口。让我们换个角度思考。如果未来电动汽车普及，中国每个社区都会有六辆电池寿命为35公里、7秒的电动汽车停在车库里充电。事实上，一个社区的六辆电动汽车并不算太多。结果会是什么？结果太“美”了，我无法想象！

这并不是最可怕的事情。也许大多数时候，电动汽车不会一起充电，但如果有假期，高速公路爆裂，每个服务区都有电动汽车排队，我该怎么办？事实上，每到节假日，服务区加油站都会上演这一幕，可以肯定的是，电动车车主不会有耐心在服务区采取“慢充”模式，而国家电网根本无法承受这一负荷！好吧，有人建议，为了确保国家电网不被压垮，每个充电桩只能设置为960秒的快速充电模式，而且排队的时间越长，排队的时间就越长。那么，这个问题应该解决吗？

当然不是。我相信任何一个大学电气工程专业的学生都会把说这种话的人拖出来打一顿！

在电气工程中有一个术语叫做“功率流分布”。即使以这种比以前慢10倍的方式进行集中充电，如此小范围、大负荷、集中时间的用电量也会导致电网潮流分布严重异常，对国家电网造成致命打击，中国将瞬间成为解放前的油灯社会。

有人又说，把充电时间慢10倍到9600秒，这样就可以了，对吧？是的，好的，9600秒，超过两个小时。那么，石墨烯电池快速充电的意义难道不是一个天然的鸡蛋吗？

摘要：

综上所述，电动汽车的充电实际上并不是一项单方面的技术。这就像有人拿着水壶在水管下加水一样。决定注水速度的不仅是容器的开度，还有水管的开度和流速。因此，电动汽车的充电速度实际上是由“两拍”决定的。即使其中一个拍击演变成高能钛拍击，它也不会响。

当然，写这篇文章的目的并不是给在新材料领域做出杰出贡献的中国科学家泼冷水。无论从哪个角度来看，如此伟大的科研成果都值得我们尊敬和纪念。我只想明确一点，仅靠“石墨烯”并不能解决电动汽车目前甚至未来面临的充电问题。这纯粹是科普，没有恶意。

在我看来，首先可以享受这项伟大技术带来的便利的是手机。即使每个手机充电器都能达到20A的直流输出，也就是说充电速度比现在快20倍，也不会对家庭和电网的负载造成任何不利影响。

标签：特斯拉Model S发现北京

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