“7秒35公里”为何有人一本正经的编瞎话你就愿意信？

自从走上锂电池研究之路，真的是感受到了媒体的“拳拳热心”。想必许多同学最近都看到了一则“我国研制出石墨烯超强电池充电7秒钟续航35公里”的新闻。看了题目我就呵呵一笑，又一只标题党。不过朋友圈的一次次刷屏，真是让我有点出乎意料。天呐！你们可都是材料硕博生哪，罩着名校光环，怎么就这么愿意相信别人一本正经编的瞎话，那内容和标题说的是一回事吗！图森破，乃义务！

先来看看它们怎么报道“石墨烯超级电池”的：“新华社记者从中科院上海硅酸盐所获悉，该所科学家已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。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。相关研究成果已于18日发表在世界顶级期刊《科学》上。

仔细一看，这样的文章从新闻传播上来说还真是老到：首先，替代原本的超级电容器电极材料，借这几年火得不行不行的石墨烯搭上人们最为”怒其不争“的电池，炮制成了”石墨烯超强电池“；其次，用非常浅显易懂的一句话概括炮制出的”石墨烯电池“的强大功效：充电7秒，续航35公里，当下糟糕的电动车续航和漫长的充电时间早已深入人心，两相比较，这种电池还不够夺人眼球？

为什么说它是往石墨烯上靠呢？因为在论文中，这种材料是nitrogen-doped ordered mesoporous few-layer carbon （N掺杂有序介孔多层碳）。非要说什么grahene有关的话，仅仅用了graphene-like structure（类石墨烯结构）。同样报道了这个成果的国外几家知名科技新闻媒体，可没有用”石墨烯“，而是老老实实地用”graphene-like carbon“，也没说电池，而是”supercapacitors“（超级电容器）。话说回来，即便是根正苗红的石墨烯电池，也没什么好说的。这一点，网上早就有人深扒过了，我就不多说了。

说起这个超级电容器，它跟电池到底有哪些区别？我们以锂离子电池为对比看看：

超级电容器与电池最简单的区别是前者充放电速度快，缺点储能低，后者持续放电，充放电速度慢，储能是前者的几十倍。显然，他俩就像剑的两刃，各有千秋。

真要说这种新型超导电容器具备与电池一战的可能性，当然是可以的。超级电容器有它的优势，看从哪方面说了，何况是学术文章，往后展望个几年几十年都很正常。

但是，突出这个7秒35公里，很容易让人觉得超级电容器要在电动车供能上与锂离子电池一较高下。那这个战场可就选错了。

从论文里没看到7秒35公里的描述。而在国外报道此事的新闻中也没有，此为国内“原创”。不过，关于快充和续航，国外也有报道。IEEE（电子电器工程师协会）网站上关于此事的报道中有这样一段话：宾州大学材料物理学家I-Wei Chen（文章作者之一）认为“一辆配备了8wh/kg的超级电容车续航为5公里，而后仅需充电30秒又可以跑5公里。而我们的电池达到了41wh/kg，所以超级电容车续航可以达到25公里，而充电速度还可以保持不变。”（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）

如果仅仅拿着能量密度说事，还真能得出跑25公里的结论。不过这是一个极端理想的算术题。更大的可能在于用浅显易懂的话来介绍能量密度的显著提高。

当然，作为一个科研工作者，适当地发挥、展望一下自己的科研成果，并没有什么太大的问题。谁都希望自己做出的材料将来能带来巨大的改变。

尽管在接受采访的时候可以大舌头一点，论文还是很谨慎的。论文原文用的是”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。(使碳基超级电容器可能与同等重量的电池竞争，这些电池包括铅酸蓄电池、镍金属氢化物电池，甚至是锂离子电池）

不过，在媒体的宣传中就成了这样：“新型石墨烯超级电容器体积轻巧、不易燃也不易爆，可采用低成本制备，实现规模生产。因性能较铅酸、镍氢等电池有明显的竞争优势，且在快速充放方面又远远优于锂电池，因此该“超级电池”可广泛应用于现有混合电动汽车、大功率输出设备的更新换代。”

先不谈所谓低成本制备、规模生产（这都还是没影的事），为什么它只广泛应用于混合电动汽车？不是7秒续航35公里么？这么牛逼的性能，直接做超级电容车不好吗？

超级电容车其实并不是一个新鲜事物了，早在10年前就已经陆续在路面上跑了。但在实践上证明，超级电容车与锂离子电池纯电动的差距还差好几个“星辰大海”。

根据国内已投入使用的超级电容车公布的数据显示，超级电容器的比能量大约6wh/kg（根据存储能量除以组件总重量计算），组件重量大约900kg，续航能力可超过5km，充电时间约为30秒，循环次数超过10万次。这样的性能参数，决定了当前超级电容车还只能在公交、短程摆渡车上有所应用。背上1吨的超级电容，续航只够往附近的超市买个菜，这样的小汽车你会买？

即使是这样，在实际运作中性能也要大打折扣，之前设想的经济节能目的也难以达到。

首先，续航能力往往只有2-3公里，靠站充电时间是2分钟，循环次数不到2万次。意味着如果使用这样的公交车，每到一站都得停2分钟充电（普通公交车停靠站一般在20秒以内）。而且，循环次数不超过2万次，意味着4年就得换一次。这可不是五号电池，要换的话，又是不少银子。而这所谓的循环次数高过纯电动，意义也要大打折扣。纯电动充一次跑200公里，超级电容充一次跑2公里。别人充一次顶100次。使用寿命比谁长，这不好说啊。

假如真如前面提到的那样，有40wh/kg的超级电容器，理论续航能力25公里呢？那又有一个问题了，要想30秒充进36kwh（组件仍算900kg），那充电电网遭受到的冲击功率将是4000kwh以上，是目前的30倍。即使是目前，公交车充电时，周围居民也不是没有感受到影响。如果真有这么个”大杀器“，请司机师傅早晚祈祷电网给力，周围居民给力。所以，所谓的几十秒快速充放电在这个运用场景下其实是一个相当得不偿失的性能。

还有超级电容器公交车车辆成本、设施初始建设成本、维护成本就很高，加起来比纯电动公交的成本就有数量级上的差距。即使是运营成本，超级电容器公交车也要高于纯电动，甚至要高于柴油机。

总而言之，纯电动汽车”续航短、充电时间长、电池成本高”的三大障碍，超级电容器一个也没有真正解决，反倒成本更高。

坦白说，超级电容器不适合作为独立的动力能量设备。按照目前的发展态势，超级电容车不可能、也没有机会拉锂离子电池车下马而推广开来。所以，市面上更多地是作为辅助设备出现，与电池共同使用。它真正的优势是提供优越的动力性能，能较好地满足电动汽车在起动、加速、爬坡时对功率的需求。

那么好了，上面说的研究成果真实情况是什么样的？中科院上海硅酸盐所和美国宾州大学的联合科研团队成功制备了一种氮掺杂的超级电容器电极材料，可使电容器的储能达到现有的三倍（重大突破）。至于后边的事，属于自由发挥了.

我真的很想说，别炒作了，你们不嫌烦啊！

本文由材料人网新能源学习小组清华小硕陆乾隆供稿，材料牛编辑整理。