近日，一條新聞給電動汽車行業(yè)打了一針雞血，各大新聞媒體也因此興奮得嗷嗷叫：中科院上海硅酸鹽研究所公布消息稱，該所聯(lián)合北京大學(xué)、美國賓夕法尼亞大學(xué)展開持續(xù)攻關(guān)，已研制出一種高性能超級電容器電極材料氮摻雜有序介孔石墨烯，該材料具有極佳的電化學(xué)儲能特性，可用作電動汽車的超強(qiáng)電池，充電只需7秒鐘，即可續(xù)航35公里，相關(guān)研究成果已于十二月十八日發(fā)表在世界期刊《科學(xué)》上。

那么，這個新玩意是否能解決電動汽車?yán)m(xù)航力差和充電慢的瓶頸問題？我看未必。

什么是石墨烯電池？

石墨烯電池其實(shí)并不是真正的電池，而是一種新材料超級電容。在此之前，超級電容已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電動汽車、混動汽車和大功率輸出設(shè)備等領(lǐng)域，作為一種電化學(xué)儲能裝置，其性能介于傳統(tǒng)電容和電池之間，具有功率密度高，循環(huán)壽命長以及安全可靠等特點(diǎn)，但是能量密度卻是其最大的軟肋。

為了解決這個問題，科研工作者只能在新材料上下功夫。經(jīng)過多年研究，最后發(fā)現(xiàn)氮摻雜有序介孔石墨烯的性能表現(xiàn)最佳，不僅能實(shí)現(xiàn)高能量密度和高功率密度，而且還具有無毒環(huán)保，體積輕重量小，成本低廉易于規(guī)模生產(chǎn)，性能安全可靠，不易燃也不易爆等等優(yōu)勢，實(shí)為超級電容之最佳材料，可謂是居家必備，老少咸宜

正因如此，氮摻雜有序介孔石墨烯超級電容無論是性能還是成本，都比目前實(shí)際應(yīng)用的所有種類的電池更具優(yōu)勢，且在快速充放電方面更是將鋰電池甩出幾條街，完全可以替代掉原先的電動汽車電池組成為新的儲能設(shè)備。所以，該超級電容被冠以石墨烯電池的名頭見諸各大媒體。

然而就本質(zhì)來說，石墨烯電池并不是真正的電池，假如說超級電容相當(dāng)于電腦中的內(nèi)存，電池相當(dāng)于電腦中的機(jī)械硬盤，而石墨烯電池其實(shí)就相當(dāng)于固態(tài)硬盤盡管都有儲存上的功能體現(xiàn)以及儲存容量的限定，但就原理而言，固態(tài)硬盤和機(jī)械硬盤其實(shí)并不是一回事，固態(tài)硬盤的工作原理更接近于內(nèi)存。

為何石墨烯不能帶來電動汽車革命？

以TSLAModelS為例，滿電理論續(xù)航里程480公里上下，電池容量為85千瓦時，可用快速充電方式在一小時內(nèi)充滿電；而在快速充電條件下，充電樁的直流輸出高達(dá)125千瓦時，換句話說就是每小時耗電125度。好了明確了這一點(diǎn)之后，咱們再繼續(xù)往下掰扯小學(xué)水平的數(shù)學(xué)題。

假如將TSLAModelS的鋰電池全部更換為等容量的石墨烯電池，以充電7秒鐘續(xù)航35公里來計(jì)算，480公里的續(xù)航力只需充電96秒，這個時間不比普通汽車加油耗時慢其實(shí)算上在加油站排隊(duì)和交費(fèi)等時間，車主們會發(fā)現(xiàn)，自己進(jìn)加油站加一次油的耗時不止96秒。

1小時(3600秒)將TSLAModelS充滿電，充電樁輸出是125千瓦時；97秒將TSLAModelS充滿電，充電樁的輸出就是3600÷96×125=4687.5千瓦時，即1小時耗電4687.5度強(qiáng)調(diào)一下，這還只是理論數(shù)值!

85千瓦時的電池容量在1小時快充模式下耗電125千瓦時，損耗就高達(dá)47%(即125/85-100%=47%)，而在96秒內(nèi)充電85千瓦時，其損耗絕對遠(yuǎn)不止這么點(diǎn)，這對整個充電系統(tǒng)的散熱要求達(dá)到了一個極其變態(tài)的高度!

好，就算我國有能力建造散熱能力極其變態(tài)的充電系統(tǒng)，咱們接著往下算：保守而言，高速公路上的服務(wù)區(qū)加油站都可以同時容納6輛車加油，以此為例，每個服務(wù)區(qū)都建立6個充電站，其負(fù)載將高達(dá)4687.5×6=28125千瓦時，這是一個什么概念呢？

這么說吧，三峽電站總共有32臺70萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)，總裝機(jī)容量高達(dá)22,400,000千瓦，就算全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，也只能承擔(dān)796個服務(wù)區(qū)的充電站用電量假如考慮到實(shí)際充電損耗和輸變電損耗，這個數(shù)值將至少下降三分之一，約為530。

我查了百度了一下關(guān)鍵字高速公路服務(wù)區(qū)，百度百科的結(jié)果是，截至2011年，全國高速公路服務(wù)區(qū)就超過1500個，現(xiàn)在相信遠(yuǎn)不止這個數(shù)!這就意味著，一個三峽電站，只能負(fù)載全國三分之一的高速公路服務(wù)區(qū)充電站，若遇上冬季枯水期，這個負(fù)載就只能轉(zhuǎn)嫁給火電廠，如此一來，我國霧霾會不會加劇？大家自己想。

再者，每個服務(wù)區(qū)的快速充電站負(fù)載高達(dá)28125千瓦時，這就意味著每個服務(wù)區(qū)都必須配套一個至少10KV的專用變電站，其建設(shè)費(fèi)用大約在500萬元上下，這就意味著750億的資金缺口。我們再發(fā)散思維一下，假如以后電動汽車普及了，我國每個小區(qū)都有6輛充電7秒鐘續(xù)航35公里的電動汽車在車庫中停靠充電其實(shí)一個小區(qū)6輛電動汽車并不算多，結(jié)果又當(dāng)如何？結(jié)果太美，我不敢想象!

這還不是最要命的，或許大部分時間電動汽車不會扎堆充電，但假如遇上個節(jié)假日，高速公路爆棚，每個服務(wù)區(qū)都有電動汽車扎堆排隊(duì)，又該怎么辦？其實(shí)每年節(jié)假日的服務(wù)區(qū)加油站都在上演這一幕，而且可以確信的是，電動汽車的車主在服務(wù)區(qū)都不會有耐心采用慢充模式，國家電網(wǎng)根本無法承受這種負(fù)載!好了，有人提議，為了保證國家電網(wǎng)不被壓垮，每個充電樁只能設(shè)定為960秒的快充模式，排隊(duì)長點(diǎn)就長點(diǎn)，這樣總該解決問題了吧？

當(dāng)然不行，我相信任何一個高校電氣工程專業(yè)的學(xué)生都會把說這種話的人拖出來打一頓!電氣工程中有一個術(shù)語叫潮流分布，就算用這種比原來慢10倍的方式集中充電，如此小范圍大負(fù)載且時段集中的用電行為，將會造成電網(wǎng)潮流分布的嚴(yán)重異常，會對國家電網(wǎng)形成致命打擊，我國會瞬間變成解放前的油燈社會。

有人又說了，把充電時間再慢10倍，變成9600秒，這樣總該OK了吧？是的，OK了，9600秒，比兩個小時還多，如此一來，石墨烯電池的快速充電意義豈不是變成了然并卵？

小結(jié)：

綜上所述，電動汽車的充電其實(shí)不是一個單方面的技術(shù)，這就好比有人拿個水壺去水管下裝滿水，決定裝水速度的不單是容器的開口，而是水管的開口和流速。所以說，電動汽車的充電速度其實(shí)是由兩個巴掌來決定的，就算其中一個巴掌進(jìn)化成高逼格的鈦合金巴掌，也是拍不響的。

當(dāng)然了，我寫這篇文章的目的并非是向在新材料領(lǐng)域做出突出貢獻(xiàn)的我國科學(xué)家們潑冷水，不管從任何一個角度說，如此偉大的科研成果都是值得我們尊敬和銘記的。我只是想說明，單憑一個石墨烯，解決不了電動汽車目前乃至未來所面對的充電難題，純屬科普，絕無惡意。

在我看來，反而是手機(jī)能最先享受到這一偉大科技帶來的便利，就算每個手機(jī)充電器做到20A的直流輸出，即充電速度比現(xiàn)在快20倍，也不會對家庭和電網(wǎng)的負(fù)荷造成任何不利影響。