“超級電池”又來了，這款電池8分鐘充電80%，並且續航1000公里，這是來自廣汽埃安的石墨烯電池。訊息一出，真是一語驚起千層浪，質疑聲不斷。曉木博士也是研究電池的，第一反應是不可能，“充電速度慢”和“續航時間短”這兩個長期以來的技術痛點，在一塊電池上均解決，真的很難！
石墨烯電池為什麼總被人拿來做文章，因為他過於火熱，而且沒有產業化，人們還沒見到過實實在在的石墨烯商用電池，所以更增加了它的神秘感。今天曉木博士就和大家一起聊聊“快充電”和“長續航”電池的那些事！
截圖自廣汽埃安海報
讓充電像加油一樣便捷
理論層面：初看這個海報，商家號稱“讓充電像加油一樣便捷”，也就是快充電技術。商家稱充電電流密度可以達到6C，C是和電流密度相關的一個機率，1C指的是1小時充滿電池時的電流密度，2C指的是1/2小時充滿電的電流密度，同樣6C就是1/6 小時充滿電池，也就是10分鐘充滿，那麼8分鐘就是80%。所以說，6C的電流密度充電，其實是技術上可以實現的。
南寧市首座集中式充電樁
實際操作層面，鋰離子電池充電過程由充電電源管理晶片進行控制，通常採用限壓恆流充電方式，整個充電過程可以分為三個階段：
（1）預充電階段，也稱為涓流充電階段。電源管理晶片對負載電池進行檢測，如果電池電壓低於 3V 則設定為預充電階段，此時充電電流較低，大約為恆流充電電流的十分之一，因此充電時間會比較長；
（2）恆流充電階段。電源管理晶片檢測電池電壓大於3V 以後就會以恆定電流進行充電，由外部檢測電阻監控充電電流大小，使其恆定；
（3）恆壓充電階段。隨著充電過程的持續，鋰離子電池電壓逐漸升高，當電池電壓達到 4。2V 時，電源管理晶片將控制電池充電為恆壓充電模式，該模式下充電電流很小，當充電電流達到終止門限設定值時，充電結束。
續航1000小時，不用等到明年
商家在海報的下方標明：電池續航1000小時，不用等到明年。不得不說，這樣的效能，曉木都覺得很吸引人。想想看，充電8-10分鐘，續航1000小時，電動車瞬間變“月充”車，豈不美哉？
但是，事實是不是這樣呢？長期以來，快速充電和超長續航就是電池的2個最難的技術，根據鋰電池的原理，鋰離子在正極與負極之間進行可逆的“嵌入”和“脫嵌”，產生電荷轉移進而產生電流。所以，快速充電一般要求電荷可以快速地嵌入與脫嵌，這樣的話，才可以短時間充滿電。這種材料一般以具有二維層狀結構的石墨烯或者類石墨烯材料為主。
石墨烯結構圖
而超長續航，則要求電極材料必須具備更高的容量，這樣的話，才可以持續放電時間更久，所以就有了超長續航時間，這種材料一般以矽材料為主。而容量越高的電池，在相同的充電條件下，則需要更多的時間。所以說，這兩個效能就像矛和盾的兩個方面，很難兼顧。
魚與熊掌，能否兼得？
那麼問題來了，科學家能否發明一種材料，既具有快速充電，又超長續航呢？理論上是可行的，因為長續航，我們只要能找到一種材料，具備極大的儲存鋰離子的能力，就具備了超高的容量，也就是長續航。至於快速充電，我們只需要加大充電電流密度就可以實現快速充電。
聽起來似乎沒什麼問題，但是細細推敲，問題就來了。現在容量高的材料一般就是選擇矽材料，而這種材料在大電流充電的時候，鋰離子插入進去，材料體積膨脹特別嚴重，甚至會出現結構坍縮的現象，從而使電池失效，甚至發生安全事故。
電池體積膨脹嚴重
所以，儘管這兩個方面技術上可行，但要實現起來非常難。也基於此，廣汽的重磅訊息一出來，就引起了各方的質疑。最後，商家出來說，前者8分鐘充電80%的是一款石墨烯電池，後者續航1000小時的是一款矽電池。不得不說，商家的這波文字遊戲玩得漂亮啊，吸引了這一大波眼球。
那麼，未來有沒有可能解決矽電池的體積膨脹，進而增大充電電流，從而實現快速充電和超長續航呢？請在下方一起討論！
