中科院石墨烯电池：充电7s续航35km 商用化仍需时日

　　日前，国内媒体发布了一条让电动车厂商倍感兴奋的消息，该消息称：“中科院上海硅酸盐所科学家成功研制出一种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。”并表示，”该材料具有极佳的电化学储能特性，可用作电动车的‘超强电池’：充电只需7秒钟，即可续航35公里。”据悉，相关研究成果已于18日发表在世界顶级学术期刊《science》上。听上去很厉害的样子，不过先别急着激动，关于这个新材料及应用，这里还有几件事，你或许需要知道。

　超级电容可以带我们飞了?

　　所谓的超级电容器，据介绍：“是介于传统电容器和电池之间的一种电化学储能装置。由于具有功率密度高、循环寿命长、安全可靠等特点，现已广泛应用于混合电动汽车、大功率输出设备等多个领域。”等等，既然这么厉害?为何随手一搜，大部分的电动汽车主要采用的还是电池呢?比如特斯拉的锂电池(大部分都是)、丰田Prius的镍氢电池等。原因在于超级电容的能量密度太低了。能量密度低，就意味着满足实际需求的电容体积会非常大。而正如报道所说，找到理想的材料，使得超级电容器兼具高功能、高能量，一直是科学家们努力的方向。

　　据science上文章显示，此番研究出的新材料，在能量密度上能达到铅酸电池的41wh/kg同时功能性又不错，的确是不小的一个进步了。不过就实用性而言，以特斯拉为例，目前的特斯拉Model S采用的是来自松下的18650电池，其能量密度为233wh/kg，而一辆特斯拉Model S上电池，重达900公斤，掐指一算，背着5000多公斤的电池跑起来，感觉似乎还是没有那么美好。事实上，现在的超级电容在电动汽车中，都是作为电池的从属，起辅助作用。而秒充这件事，其实快充快放，一直就是超级电容的一大优势所在，然而能量密度的问题若不能得到解决，一切就只不过听上去很美好。

　　值得一提的是，在science的文章中，并不能找到“充电只需7秒钟，即可续航35公里”的相关数据，不知这一信息从何而来。

　　石墨烯?还是类石墨烯碳材料?

　　　　事实上，近年来，类似的报道颇多，什么“新一代超级电容 几分钟充满可跑500公里”，知乎上也有不少“如何评价‘某某研发出一分钟充满电新电池!’这一新闻? ”每次相关研究已出，总是新闻带动起业内相关人士的一阵兴奋，但是，从研发到实际生产使用的距离有多远?知乎上一名同学就此次新材料所作的回答或值得思考。下文摘自知乎答主：清华大学能源互联网创新研究院副研究员，刘冠伟博士(知乎ID 弗雷刘)。

　　实验室中的性能突破，但说工业化还为时尚早

　　本文在炭基材料超级电容器上，通过掺氮，使得有序介孔炭材料具有了电化学活性，具有赝电容的工作能力，而且在能量密度上达到了铅酸电池的41Wh/kg，功率更是保持了超级电容中一贯的优势。文章中详细的表征了该材料的电化学性能，在不同种电解液中的工作能力，反应机理等等，此处我也不一一详解了，总之，说它在超级电容领域，实现了突破，是不夸张的。

　　但是说它想要实用化呢?我这里有几个问题。

　　(1)成本

　　文章中使用的制备工艺1是典型的模板法：

　　用SiO2模板，然后CVD用CH4和NH3做碳氮源，长出材料，再用氢氟酸腐蚀掉模板，得到材料，不仅如此，之后还要用浓硝酸处理，提高氮含量。

　　你知道这套工艺量产材料有多贵么?你知道这套工艺量产材料有多贵么?你知道这套工艺量产材料有多贵么?重要的事情要说三遍。