爭議石墨烯揭開“概念”的面紗

一石激起千層浪。

近日，廣汽集團全資子公司廣汽埃安的一則海報將“石墨烯電池”送上了輿論的風口浪尖，爾后院士質疑、車企回應并澄清等一系列操作讓輿論不斷發酵，將“石墨烯”——一個每次出現都能引起熱議、資本市場關注和追捧的概念——拉回大眾視線。

喧囂過后，值得深思的是：石墨烯電池究竟是否存在？它挑動了誰的神經？是有意營造的噱頭還是貨真價實的黑科技？資本市場對石墨烯概念極高的關注度背后，投資前景幾何？真正的石墨烯電池距離落地及應用，還有多遠？

爭議始末

1月15日，廣汽埃安發布一則全新動力電池科技的海報，預告其即將量產的全新動力電池科技，包括超級快充、超長續航和超級安全三項特性，不乏技術突破性的字眼，“8分鐘可充滿80%”“NEDC續航1000公里”，并指出“不用等到明年”“即將量產搭載”。

此消息一出，戳中了當下電動車充電慢和續航里程短的痛點，同時“石墨烯”概念的疊加，引起了資本市場的追捧。當日廣汽集團A股盤中漲停，報收12.52元/股，全日成交10.2億元；港股尾盤同步大幅拉升，漲幅達19.5%，報收9.38港元/股；同時新能源汽車概念股以及石墨烯概念股紛紛上漲。

“如果某一位說他的車既能跑一千公里，又能幾分鐘充完電，還特別地安全，而且成本還非常低，那大家不用相信，因為這在目前是不可能同時達到的。”1月16日，中國電動汽車百人會副理事長、中國科學院院士歐陽明高在中國電動汽車百人會論壇（2021）上表示。

對此，1月17日，廣汽埃安新能源汽車有限公司總經理古惠南在論壇上回應稱：“歐陽明高院士的意思是又要快充、還要續航長、還要便宜，不現實。1000公里我們也可以8分鐘充滿，但是要同時配套相應的充電樁。今年廣汽1000公里續航（車型）肯定要推出，快充（車型）也肯定要推出。但技術和推廣是兩個邏輯。”

1月18日，廣汽集團澄清“快速充”和“長續航”分屬兩個項目，石墨烯基超級快充電池與長續航硅負極電池已按計劃開展實車測試，并預計于本年內分別搭載在廣汽埃安現有 AION V和AION LX車型上。

廣汽集團稱，石墨烯基超級快充電池的普及有賴于國家超級快充相關標準的發布和高功率超充設備的建設進展；長續航硅負極電池的普及受電池總成本、消費者接受程度的影響，市場需求具有不確定性。

但這并未能打消外界對石墨烯電池的質疑。1月18日，廣汽集團A、H股走勢出現明顯分化，A股上漲5.43%，報收13.20元；H股跌8.10%，報收8.62港元。1月19日廣汽集團A、H股雙雙下跌，資本市場趨于冷靜。

事實上，電池材料創新是厚積薄發的過程，需要長時間努力。同時，動力電池的技術創新，需要平衡比能量、壽命、快充、安全、成本等相互矛盾的性能指標，難度極高。

揭開“概念”的面紗，電池技術的革新發展遠不及想象中輕松。

炒作意義大于實際價值

公開資料顯示，石墨烯是一種由碳原子構成的、只有一層原子厚度的二維晶體基礎材料。自2004 年被物理學家成功分離出來后，因其具有質量輕、高強度、超強導電性等性能，被看作是提高電池充電速度、推動動力電池技術進步的重要技術。“21世紀新材料之王”這一溢美之詞，儼然可以掀起一場顛覆傳統產業的革命，一時之間仿佛萬物皆可石墨烯，“石墨烯竹炭”“石墨烯內衣”“石墨烯面膜”等詞匯充斥商家宣傳廣告語。

此次廣汽埃安的宣傳火出圈，歸根結底，離不開石墨烯電池自身的神秘感以及大眾對其的狂熱期待，而廣汽也并非第一個“吃螃蟹的人”。

2016年，曾一度與特斯拉平分秋色的菲斯克汽車被收購后，創始人亨德里克·菲斯克決定重建菲斯克，宣布將把石墨烯電池用于即將推出的Fisker EMotion電動汽車。但一年后，菲斯克稱石墨烯電池成本不受控制，技術存在缺陷，轉而使用LG化學的鋰離子電池。

同樣在2016年，華為中央研究院瓦特實驗室宣布在鋰離子電池領域實現重大研究突破，推出業界首個高溫長壽命石墨烯基鋰離子電池。但在傳播過程中一度被誤解為華為研發出“石墨烯電池”，引起轟動。

值得注意的是，事實上，他們所研發的并不是真正的石墨烯電池。清華大學材料科學與工程博士劉冠偉在知乎上發文表示：“簡單來說，石墨烯只能做個導電添加劑，根本不可能做電池的主體活性材料，成本還貴，在電池里就是一個使用量很小的添加劑，根本不是主力/主要機理貢獻者，所以根本不應該用石墨烯（基）為電池命名。基本就不存在什么石墨烯電池，只存在“摻/用了石墨烯的鋰離子電池/鉛酸電池等”。

目前石墨烯電池在學術上并沒有嚴格的定義，據了解，在動力電池行業內，一般遵循“哪種成分起主要作用，就以哪種成分來定義”的原則，多以正極材料作區分。

“目前沒有真正意義上的石墨烯電池，至少我們現在關于電池的命名，更多是以正極材料命名的，比如鎳氫電池、磷酸鐵鋰電池、三元電池等都是以正極材料命名的，但是以導電性命名的電池目前來說沒有。”1月24日，國家科技成果轉化基金新能源汽車創業投資子基金總裁方建華在接受21世紀經濟報道記者采訪時表示。

“到目前為止沒有一家電池企業提出石墨烯電池這個概念，包括寧德時代、比亞迪、國軒，甚至是三星、LG等都沒有提出。我認為主機廠提出這一概念更多的是一種宣傳，廣汽提出來的石墨烯基電池，其實是在負極材料硅碳負極方面通過石墨烯的添加來實現。”

“8分鐘充滿80%”并非不切實際

事實上，早在2017年，比亞迪、國軒高科動力能源等已實現石墨烯導電劑的大規模配置。

方建華告訴記者，比亞迪、國軒等主要是將石墨烯漿料添加到正極材料里面作為導電劑，增強其導電性能。目前大規模使用的導電劑材料有碳黑及碳納米管（CNT）等，據了解目前寧德時代規模化使用的還是碳黑。相對而言，碳納米管比較穩定，性能也比較好，但是成本不如碳黑有優勢。

平安證券也指出，綜合現有的應用來看，廠商所宣傳的“石墨烯電池”本質上都是以石墨烯材料作為導電劑的鋰電池或者鉛酸電池，純石墨烯材料由于首次循環庫侖效率低、充放電平臺較高、成本高昂、工藝較復雜，并不能取代目前商用的石墨直接作為鋰電池負極材料使用。

廣汽集團此前也曾透露，石墨烯電池研發工作具體原理是將三維結構石墨烯作為添加劑添加進電池的正負極，改善電池充電性能。廣汽集團董事長曾慶洪表示，石墨烯快充電池具備6C快充能力，結合高功率超充設備，最快8分鐘就能充電至80%，結合硅負極材料，能量密度可提高到電芯密度280wh/kg左右。

因此，明知石墨烯作為導電劑應用，卻將其列為宣傳賣點，廣汽埃安的海報宣傳不乏在文字上做文章之意，但需要注意的是，其聲稱的“8分鐘充滿80%”并非不切實際。

“8分鐘充滿80%從技術上通過石墨烯來導電是可以實現的，但是續航1000公里和石墨烯沒有關系，不僅是技術上不太可能，性能上很難達到這么高的能量密度。”方建華指出。

此外，石墨烯基超級快充電池實現8分鐘充電80%，和充電樁等基礎設施建設問題密切相關。上周網上曝光一組廣汽埃安超級充電樁的圖片，充電槍上標明“600A 1000V”，意味著其最大充電功率達到600kW，是特斯拉最大功率250kW的兩倍多，但這無疑對電網的承受能力要求更高。

前景幾何？

這場關于石墨烯電池的爭議事件中，車企海報的不夠嚴謹、石墨烯電池的神秘、資本市場的追捧、信息傳播中的誤解以及專業知識的缺乏等無一缺位。

喧囂過后，需要思考的是，真正的石墨烯電池距離商業化落地和應用，還有多遠？

“石墨烯用于鋰離子電池，相對于傳統碳系材料并無性能上的明顯優勢，而且納米材料應用困難，成本高昂，發展前景堪憂。”劉冠偉認為，“‘石墨烯電池’這個技術接近于不存在，石墨烯只有在理論上能夠提高充放電速率，而對于容（能）量的提升基本沒有任何幫助（期望‘石墨烯電池’可以解決手機/電動汽車續航的人要失望了），其噱頭意義遠大于實用價值。而且石墨烯材料本身納米材料的高比表面積等性質與現在的鋰離子電池工業的技術體系是不兼容的，應用的希望十分渺茫。”

“石墨烯作為導電劑，首先成本上沒有優勢，而且性能上也不太穩定。所以目前來說，石墨烯作為正極材料的導電劑，受制于成本以及性能穩定的限制，還沒有全方位推廣。”方建華告訴21世紀經濟報道記者，“從投資來看，可以準確地講，現階段石墨烯電池以及與之相關的，投資價值是非常小的，而且風險極其大。”

值得注意的是，廣汽埃安在1月公布一項可能于今年四季度才能夠量產的動力電池技術，如此著急且高調，一方面是想在競爭激烈的新能源汽車市場中搶占制勝點，今年以來，蔚來固態電池、廣汽埃安硅負極電池、寧德時代長續航電池均聲稱可將續航提高至1000公里；另一方面不排除廣汽此舉是希望借助概念獲得資本的青睞，以提升股價和市值，資本市場一度對石墨烯市場的應用前景及預期效益表現出極大的熱情和追捧，對石墨烯概念的敏感度和關注度極高。

此外，方建華指出，中國新能源汽車產業正孕育著巨大的投資機會。一方面，中國已經成長為世界上最大的汽車市場；另一方面，中國形成了完備的新能源汽車產業鏈并誕生了寧德時代這樣的頭部供應商。

“目前來看，新能源汽車產業似乎存在泡沫，但如果從未來的角度來看，可能就不是泡沫，投資方面更看好整個產業鏈。尤其是動力電池領域，它還遠遠未形成定局。無論是磷酸鐵鋰、三元鋰電池還是無鈷電池、固態電池，未來的發展空間都是非常巨大的。”

他認為，固態電池是一個發展方向，但2022年底能否實現半固態電池的產業化尚且存在難度，固態電池應該在未來5-10年能夠實現產業化，但依然有很長的路要走。