“7秒35公里”為何有人一本正經的編瞎話你就愿意信？

自從走上鋰電池研究之路，真的是感受到了媒體的“拳拳熱心”。想必許多同學最近都看到了一則“我國研制出石墨烯超強電池充電7秒鐘續航35公里”的新聞。看了題目我就呵呵一笑，又一只標題黨。不過朋友圈的一次次刷屏，真是讓我有點出乎意料。天吶！你們可都是材料碩博生哪，罩著名校光環，怎么就這么愿意相信別人一本正經編的瞎話，那內容和標題說的是一回事嗎！圖森破，乃義務！

先來看看它們怎么報道“石墨烯超級電池”的：“新華社記者從中科院上海硅酸鹽所獲悉，該所科學家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儲能特性，可用作電動車的“超強電池”：充電只需 7秒鐘，即可續航35公里。相關研究成果已于18日發表在世界頂級期刊《科學》上。

仔細一看，這樣的文章從新聞傳播上來說還真是老到：首先，替代原本的超級電容器電極材料，借這幾年火得不行不行的石墨烯搭上人們最為”怒其不爭“的電池，炮制成了”石墨烯超強電池“；其次，用非常淺顯易懂的一句話概括炮制出的”石墨烯電池“的強大功效：充電7秒，續航35公里，當下糟糕的電動車續航和漫長的充電時間早已深入人心，兩相比較，這種電池還不夠奪人眼球？

為什么說它是往石墨烯上靠呢？因為在論文中，這種材料是nitrogen-doped ordered mesoporous few-layer carbon （N摻雜有序介孔多層碳）。非要說什么grahene有關的話，僅僅用了graphene-like structure（類石墨烯結構）。同樣報道了這個成果的國外幾家知名科技新聞媒體，可沒有用”石墨烯“，而是老老實實地用”graphene-like carbon“，也沒說電池，而是”supercapacitors“（超級電容器）。話說回來，即便是根正苗紅的石墨烯電池，也沒什么好說的。這一點，網上早就有人深扒過了，我就不多說了。

說起這個超級電容器，它跟電池到底有哪些區別？我們以鋰離子電池為對比看看：

超級電容器與電池最簡單的區別是前者充放電速度快，缺點儲能低，后者持續放電，充放電速度慢，儲能是前者的幾十倍。顯然，他倆就像劍的兩刃，各有千秋。

真要說這種新型超導電容器具備與電池一戰的可能性，當然是可以的。超級電容器有它的優勢，看從哪方面說了，何況是學術文章，往后展望個幾年幾十年都很正常。

但是，突出這個7秒35公里，很容易讓人覺得超級電容器要在電動車供能上與鋰離子電池一較高下。那這個戰場可就選錯了。

從論文里沒看到7秒35公里的描述。而在國外報道此事的新聞中也沒有，此為國內“原創”。不過，關于快充和續航，國外也有報道。IEEE（電子電器工程師協會）網站上關于此事的報道中有這樣一段話：賓州大學材料物理學家I-Wei Chen（文章作者之一）認為“一輛配備了8wh/kg的超級電容車續航為5公里，而后僅需充電30秒又可以跑5公里。而我們的電池達到了41wh/kg，所以超級電容車續航可以達到25公里，而充電速度還可以保持不變。”（A bus can run on an 8 watt-hours per kilogram supercapacitor for 5 kilometers, then recharge for 30 seconds at the depot to run on the trip again.Our battery has five times the energy, so it can run 25 kilometers and still charge at the same speed）

如果僅僅拿著能量密度說事，還真能得出跑25公里的結論。不過這是一個極端理想的算術題。更大的可能在于用淺顯易懂的話來介紹能量密度的顯著提高。

當然，作為一個科研工作者，適當地發揮、展望一下自己的科研成果，并沒有什么太大的問題。誰都希望自己做出的材料將來能帶來巨大的改變。

盡管在接受采訪的時候可以大舌頭一點，論文還是很謹慎的。論文原文用的是”making carbon-based supercapacitors potentially competitive against batteries, such as lead-acid batteries, nickel metahydride batteries , and perhaps even lithium batteries on a gravimetric basis。(使碳基超級電容器可能與同等重量的電池競爭，這些電池包括鉛酸蓄電池、鎳金屬氫化物電池，甚至是鋰離子電池）

不過，在媒體的宣傳中就成了這樣：“新型石墨烯超級電容器體積輕巧、不易燃也不易爆，可采用低成本制備，實現規模生產。因性能較鉛酸、鎳氫等電池有明顯的競爭優勢，且在快速充放方面又遠遠優于鋰電池，因此該“超級電池”可廣泛應用于現有混合電動汽車、大功率輸出設備的更新換代。”

先不談所謂低成本制備、規模生產（這都還是沒影的事），為什么它只廣泛應用于混合電動汽車？不是7秒續航35公里么？這么牛逼的性能，直接做超級電容車不好嗎？

超級電容車其實并不是一個新鮮事物了，早在10年前就已經陸續在路面上跑了。但在實踐上證明，超級電容車與鋰離子電池純電動的差距還差好幾個“星辰大海”。

根據國內已投入使用的超級電容車公布的數據顯示，超級電容器的比能量大約6wh/kg（根據存儲能量除以組件總重量計算），組件重量大約900kg，續航能力可超過5km，充電時間約為30秒，循環次數超過10萬次。這樣的性能參數，決定了當前超級電容車還只能在公交、短程擺渡車上有所應用。背上1噸的超級電容，續航只夠往附近的超市買個菜，這樣的小汽車你會買？

即使是這樣，在實際運作中性能也要大打折扣，之前設想的經濟節能目的也難以達到。

首先，續航能力往往只有2-3公里，靠站充電時間是2分鐘，循環次數不到2萬次。意味著如果使用這樣的公交車，每到一站都得停2分鐘充電（普通公交車停靠站一般在20秒以內）。而且，循環次數不超過2萬次，意味著4年就得換一次。這可不是五號電池，要換的話，又是不少銀子。而這所謂的循環次數高過純電動，意義也要大打折扣。純電動充一次跑200公里，超級電容充一次跑2公里。別人充一次頂100次。使用壽命比誰長，這不好說啊。

假如真如前面提到的那樣，有40wh/kg的超級電容器，理論續航能力25公里呢？那又有一個問題了，要想30秒充進36kwh（組件仍算900kg），那充電電網遭受到的沖擊功率將是4000kwh以上，是目前的30倍。即使是目前，公交車充電時，周圍居民也不是沒有感受到影響。如果真有這么個”大殺器“，請司機師傅早晚祈禱電網給力，周圍居民給力。所以，所謂的幾十秒快速充放電在這個運用場景下其實是一個相當得不償失的性能。

還有超級電容器公交車車輛成本、設施初始建設成本、維護成本就很高，加起來比純電動公交的成本就有數量級上的差距。即使是運營成本，超級電容器公交車也要高于純電動，甚至要高于柴油機。

總而言之，純電動汽車”續航短、充電時間長、電池成本高”的三大障礙，超級電容器一個也沒有真正解決，反倒成本更高。

坦白說，超級電容器不適合作為獨立的動力能量設備。按照目前的發展態勢，超級電容車不可能、也沒有機會拉鋰離子電池車下馬而推廣開來。所以，市面上更多地是作為輔助設備出現，與電池共同使用。它真正的優勢是提供優越的動力性能，能較好地滿足電動汽車在起動、加速、爬坡時對功率的需求。

那么好了，上面說的研究成果真實情況是什么樣的？中科院上海硅酸鹽所和美國賓州大學的聯合科研團隊成功制備了一種氮摻雜的超級電容器電極材料，可使電容器的儲能達到現有的三倍（重大突破）。至于后邊的事，屬于自由發揮了.

我真的很想說，別炒作了，你們不嫌煩啊！

本文由材料人網新能源學習小組清華小碩陸乾隆供稿，材料牛編輯整理。