钜大LARGE | 点击量：1967次 | 2021年04月06日
华为石墨烯电池研究获新突破，寿命是锂离子电池的2倍
华为中央研究院瓦特实验室宣布其在锂离子电池领域实现重大研究突破：推出业界首个高温长寿命石墨烯基锂离子电池。
实验结果显示，以石墨烯为基础的新型耐高温技术可以将锂离子电池上限使用温度提高10℃，使用寿命是普通锂离子电池的2倍。
早在2年前，华为创始人任正非在接受网易科技等媒体采访时就曾表示，未来10~20年内会爆发一场技术革命，这个时代将来最大的颠覆事件，是石墨烯时代取代硅时代。关于为何如此看好石墨烯，任正非对此的解释是，现在芯片有极限宽度，硅的极限是七纳米，已经临近边界，而石墨已经开始触及技术革命前沿。
目前的锂电子电池已经无法满足智能手机的需求，续航能力亟待突破；而以特斯拉为代表的电动汽车正不断扩大对锂离子电池的需求。
华为早在2015年就对外宣布与曼彻斯特大学合作研究石墨烯的应用，共同开发ICT领域的下一代高性能技术。该项目合作期初定为两年，研究如何将石墨烯领域的突破性成果应用于消费电子产品和移动通信设备。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
而此次华为中央研究院瓦特实验室在石墨烯基高温锂离子电池技术上实现了突破。据华为瓦特实验室首席科学家李阳兴博士透露，突破重要来自三个方面：在电解液中加入特殊添加剂，除去痕量水，防止电解液的高温分解；电池正极选用改性的大单晶三元材料，提高材料的热稳定性；同时，采用新型材料石墨烯，可实现锂离子电池与环境间的高效散热。
高温环境下的充放电测试表明，同等工作参数下，该石墨烯基高温锂离子电池的温升比普通锂离子电池降低5℃；60C高温循环2000次，容量保持率仍超过70%；60℃高温存储200天，容量损失小于13%，
这一研究成果将给通信基站的储能业务带来革新。在炎热地区使用该高温锂离子电池的外挂基站工作寿命可达4年以上。石墨烯基锂离子电池也将助力电动汽车在高温环境下持久续航，以及无人机高温发热下的安全飞行。
去年，华为瓦特实验室在第56届日本电池大会（The56thBatterySymposiuminJapan）上公布了5分钟即可充满3000mAh电池48%电量的快充技术成果，引起业界广泛关注。据李阳兴博士透露，华为快充电池已经商用，并将于今年十二月底正式对外公布超级快充手机。随着电池包结构开发技术的提升，目前磷酸铁锂成组能量密度已经达到三元NCM523的水平，并且仍在不断提升。目前，国轩高科已完成磷酸铁锂单体能量密度180Wh/kg产线升级改造，在乘用车上系统能量密度接近130Wh/kg，可以满足400公里左右的续航里程。国轩高科计划2019年将磷酸铁锂单体电芯能量密度提升至接近200Wh/kg。
相比三元锂离子电池，原材料价格低、安全性高、使用寿命长的磷酸铁锂离子电池明显更具优势，许多电池厂商也对磷酸铁锂更大的规模市场充满信心。合纵科技在业绩说明会中表示：公司磷酸铁锂要继续扩大产量。比亚迪锂电事业部也曾公开表达了相信磷酸铁锂离子电池在某一个局部强势回归的观点。分析指出，真正市场化以后，磷酸铁锂低成本、长寿命、高安全性的优势在乘用车、商用车和专用车领域的优势就会逐渐显现。
有报道指出，目前回收拆解市场相对分散，且在当前退役的电池中，三元锂离子电池占比相对较低，但由于镍、钴等贵金属仍是上游产业的稀缺资源，因此三元锂离子电池的拆解具有很大潜力。分析指出，三元锂离子电池的回收拆解收益因近年贵金属价格高涨而受益。考虑到三元电池回收公司在拆解贵金属后以硫酸盐的形态再销售给下游公司，销售价格应该低于纯金属形态的市场价格，假设按市价70%的比率折价销售，则三元电池的拆解收益为34000元/吨，2023年三元电池拆解市场的预期规模可达54.1亿元，未来5年年均复合上升率可达61.9%。
目前回收工艺重要分为干法、湿法和生物回收等三种。其中，湿法为目前的重要工艺。湿法回收磷酸铁锂离子电池的成本为8500元/吨左右，贵金属再生材料收益为8100元左右，因此拆解亏损约400元/吨。假设使用PACK+BMS技术进行梯次利用，PACK成本大约在0.3元/Wh，BMS成本在0.1元/Wh，废旧磷酸铁锂离子电池回收成本在0.05元/Wh，磷酸铁锂离子电池梯次利用成本合计约为0.45元/Wh，梯次利用的收益为0.6元/Wh。假设磷酸铁锂离子电池的能量密度为110Wh/kg，回收废旧电池的能量衰减至70%，那么到2023年，梯次利用的收益空间有望超过50亿元。
