鋰電池迎來“碳”時代：石墨烯效力驚人
沒有震耳欲聾機器沖壓鋼板的聲音，也沒有火花四濺的汽車焊裝線，與常見的汽車裝配工廠完全不同，在德國一家知名汽車企業(yè)在萊比錫的電動汽車制造工廠，記者見到的是另一番景象。
這里生產(chǎn)的電動汽車，采用鋁合金做底盤、碳纖維做車身、塑料注塑件做蒙皮，沒有傳統(tǒng)的電焊工藝，車身是用特制的膠水粘起來的。這是一個沒有沖壓車間和焊接車間，完全采用新材料、新技術(shù)、新工藝生產(chǎn)新能源汽車的工廠。沒有噪聲的車間作為這家德國豪華車企的第一款純電動汽車，其裝配了一組22千瓦時的鋰離子電池和一臺電動機，最大功率170馬力，峰值扭矩250牛米。其最高車速可達(dá)150公里/小時，續(xù)航里程在150公里左右。這款電動車使用家用220V電源充電，8小時可充滿。而利用專用充電裝置下充電只需1個小時。與一些電動車采取與傳統(tǒng)能源車相同的制造工藝不同，這款車采用了大量新材料，其中最具看點的是用碳纖維材料制作的車身——其重量僅為鐵的四分之一，強度卻是鐵的10倍。通常情況下，車身自重約消耗70%的燃油，因此降低汽車油耗的首要問題就是減輕汽車自重。日本的碳纖維制造協(xié)會曾經(jīng)做過一個關(guān)于碳纖維生命周期的測試，采用碳纖維加固的汽車因減輕了自身重量，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，還能提升電池的續(xù)航能力并降低電力消耗。這種碳纖維增強復(fù)合材料，由該汽車公司和德國西格里公司聯(lián)合開發(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)長的碳纖維絲線，最后再經(jīng)過相應(yīng)的氧化和碳化處理，形成碳纖維車身材料。
記者在萊比錫工廠車間里看到，車身的各個碳纖維部件單獨成型后，再用特制的膠水粘貼起來。機器人在嫻熟地涂抹膠水、自動更換涂膠水的海綿頭——沒有噪音、沒有火花。裝配車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部件牢牢地粘合在一起。而這種膠水的配方至今還是機密。采用碳纖維車身和塑料蒙皮的這款純電動車安全性如何?萊比錫工廠方面介紹說，經(jīng)過測試，其安全性能絲毫不遜色于傳統(tǒng)能源汽車，而且在行人保護方面更有意想不到的效果。未來豪華電動車的標(biāo)配據(jù)日本東麗經(jīng)營研究所統(tǒng)計數(shù)據(jù)，碳纖維的全球市場需求在2011年約為4萬噸，其中用于汽車的碳纖維為2000噸左右。而這一數(shù)字自2015年左右起將不斷擴大，到2020年將達(dá)到數(shù)萬噸。德國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，寶馬汽車宣布購入西格里15.16%的股份，在之后不到一個月的時間內(nèi)，寶馬又再度增持西格里15.7%的股份。2012年，寶馬宣布聯(lián)手美國波音航空公司共同開發(fā)碳纖維技術(shù)，分別用于各自的汽車和航空制造行業(yè)。2013年，美國《商業(yè)周刊》報道稱，寶馬在美國華盛頓州再度投資1億美元用于生產(chǎn)該公司電動車的碳纖維材料。
