鋰電池迎來(lái)“碳”時(shí)代：石墨烯效力驚人
沒(méi)有震耳欲聾機(jī)器沖壓鋼板的聲音，也沒(méi)有火花四濺的汽車(chē)焊裝線(xiàn)，與常見(jiàn)的汽車(chē)裝配工廠完全不同，在德國(guó)一家知名汽車(chē)企業(yè)在萊比錫的電動(dòng)汽車(chē)制造工廠，記者見(jiàn)到的是另一番景象。
這里生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)，采用鋁合金做底盤(pán)、碳纖維做車(chē)身、塑料注塑件做蒙皮，沒(méi)有傳統(tǒng)的電焊工藝，車(chē)身是用特制的膠水粘起來(lái)的。這是一個(gè)沒(méi)有沖壓車(chē)間和焊接車(chē)間，完全采用新材料、新技術(shù)、新工藝生產(chǎn)新能源汽車(chē)的工廠。沒(méi)有噪聲的車(chē)間作為這家德國(guó)豪華車(chē)企的第一款純電動(dòng)汽車(chē)，其裝配了一組22千瓦時(shí)的鋰離子電池和一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，最大功率170馬力，峰值扭矩250牛米。其最高車(chē)速可達(dá)150公里/小時(shí)，續(xù)航里程在150公里左右。這款電動(dòng)車(chē)使用家用220V電源充電，8小時(shí)可充滿(mǎn)。而利用專(zhuān)用充電裝置下充電只需1個(gè)小時(shí)。與一些電動(dòng)車(chē)采取與傳統(tǒng)能源車(chē)相同的制造工藝不同，這款車(chē)采用了大量新材料，其中最具看點(diǎn)的是用碳纖維材料制作的車(chē)身——其重量?jī)H為鐵的四分之一，強(qiáng)度卻是鐵的10倍。通常情況下，車(chē)身自重約消耗70%的燃油，因此降低汽車(chē)油耗的首要問(wèn)題就是減輕汽車(chē)自重。日本的碳纖維制造協(xié)會(huì)曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)關(guān)于碳纖維生命周期的測(cè)試，采用碳纖維加固的汽車(chē)因減輕了自身重量，不僅燃料應(yīng)用效率極大提高，而且間接地降低二氧化碳排放。同時(shí)，還能提升電池的續(xù)航能力并降低電力消耗。這種碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，由該汽車(chē)公司和德國(guó)西格里公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)，以基于聚丙烯腈的熱塑性紡織纖維為原材料，在一定的壓力和溫度下，轉(zhuǎn)化成極為細(xì)長(zhǎng)的碳纖維絲線(xiàn)，最后再經(jīng)過(guò)相應(yīng)的氧化和碳化處理，形成碳纖維車(chē)身材料。
記者在萊比錫工廠車(chē)間里看到，車(chē)身的各個(gè)碳纖維部件單獨(dú)成型后，再用特制的膠水粘貼起來(lái)。機(jī)器人在嫻熟地涂抹膠水、自動(dòng)更換涂膠水的海綿頭——沒(méi)有噪音、沒(méi)有火花。裝配車(chē)身使用的膠水也是特制的，可以快速硬化，僅僅用幾秒鐘就可以把兩個(gè)部件牢牢地粘合在一起。而這種膠水的配方至今還是機(jī)密。采用碳纖維車(chē)身和塑料蒙皮的這款純電動(dòng)車(chē)安全性如何?萊比錫工廠方面介紹說(shuō)，經(jīng)過(guò)測(cè)試，其安全性能絲毫不遜色于傳統(tǒng)能源汽車(chē)，而且在行人保護(hù)方面更有意想不到的效果。未來(lái)豪華電動(dòng)車(chē)的標(biāo)配據(jù)日本東麗經(jīng)營(yíng)研究所統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，碳纖維的全球市場(chǎng)需求在2011年約為4萬(wàn)噸，其中用于汽車(chē)的碳纖維為2000噸左右。而這一數(shù)字自2015年左右起將不斷擴(kuò)大，到2020年將達(dá)到數(shù)萬(wàn)噸。德國(guó)西格里公司是世界上最大的碳和石墨產(chǎn)品生產(chǎn)商，在汽車(chē)零部件供應(yīng)領(lǐng)域具有重要的戰(zhàn)略地位，該公司在美國(guó)西雅圖擁有一家生產(chǎn)碳化纖維的合資公司。
2011年11月，寶馬汽車(chē)宣布購(gòu)入西格里15.16%的股份，在之后不到一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，寶馬又再度增持西格里15.7%的股份。2012年，寶馬宣布聯(lián)手美國(guó)波音航空公司共同開(kāi)發(fā)碳纖維技術(shù)，分別用于各自的汽車(chē)和航空制造行業(yè)。2013年，美國(guó)《商業(yè)周刊》報(bào)道稱(chēng)，寶馬在美國(guó)華盛頓州再度投資1億美元用于生產(chǎn)該公司電動(dòng)車(chē)的碳纖維材料。
