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    一个从铅笔开始的故事:最坚固的纳米资料,和跑得最远的电动车

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    2022-8-19 21:32:51 26 0



    咱们平时用铅笔写字,其实就是把铅笔心里的石墨剥离到纸上。2002 年,现任复旦大学物理系特聘传授、博士生导师的张远波,仍是一名刚刚开始在哥伦比亚大学做钻研的博士钻研生。过后的他在钻研一个此前尚无人涉足过的畛域——石墨烯。


    ▲张远波,图片来自:复旦大学
    在过后,尚无人可以把这一原子层从大块的石墨中别离出来,石墨烯仍被以为是假定性的构造。
    顺着「铅笔写字」的思绪,张远波花了两年时间制造了一批笔尖仅 1-2 微米的纳米铅笔,经过微机械手,能够在硅片上「写」出 10 纳米,也就是 30 层摆布的石墨薄片。
    向胜利迈出了一大步的张远波过后十分兴奋,但严酷的是,和旧事报导同样,迷信钻研也是讲究时效的。


    ▲康斯坦丁·诺沃肖洛夫(左)和安德烈·海姆(右)和,图片来自:EktbTV
    同年,曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫胜利在试验中别离出石墨烯,二人也因此获取了 2010 年诺贝尔物理学奖。
    张远波起初回想道:「看到(他们的)论文以前,咱们彻底不知道他们在做相似的任务,我和我的导师都十分懊丧」。
    只管如斯,科研仍是要持续的。一年后,张远波别离出了品质更高的石墨烯,视察到了一个全新的物理景象——半整数失常量子霍尔效应。这不是明天的重点,就不外多引见了。


    ▲石墨烯,图片来自:WIWI
    重点是,在此之后,石墨烯的一系列共同性质前后被发现:
    这是目前世界上最薄,同时也是最坚固的纳米资料。不只如斯,这类近乎通明的资料具有极佳的导电性,乃至超过了铜和银,在动力供应方面十分有后劲
    例如,用作电动车的电池。
    与电动汽车同样,续航始终都是两轮电动车的痛点之一。楼下的电动车充电区恍如永久都腾不出地位,这类觉得就像…… 在沙面码头号飞机,在白云机场等轮船,以及上班前在爱范儿等厕所——
    连充电器插头都伸不进去,更别说车了。
    新国标落地后,国际两轮电动车迎来了一轮大洗牌,在这先后,一种名为石墨烯电池的新电池产品锋芒毕露并逐步占领主流眼帘,成了晋升续航的一大推手。
    最前沿的科技,理当用在最国民的电动车上。掀起这一轮动力资料改造浪潮的,恰是目前市占率最高的雅迪。


    ▲图片来自:极客公园
    症结词:续航
    雅迪早在 2008 年就看到了石墨烯的后劲,但因为初期石墨烯的价钱过于低廉,他们并无急于深化。直到 2017 年,雅迪就石墨烯及浆料的制备发展了一系列钻研后,才逐步放慢了运用石墨烯电池的步调。


    ▲图片来自:投资界
    石墨烯电池上车的全部进程,其实与 16 年前张远波博士的故事差未几,迷信钻研,大致都是如斯。
    「想要胜利独一的途径就是反复试验,这是走不了捷径的。」雅迪技术钻研院能源动力核心总监韦士富在面对爱范儿采访时直白地表现。


    ▲韦士富正在承受爱范儿采访,图片来自:雅迪
    而让雅迪下定信心要霸占石墨烯电池运用的,是其区分于传统铅酸电池的四大劣势:
    更长的寿命、更大的容量、更远的续航、更好的高温表示。
    按照雅迪检测数据,相较于传统铅酸电池,石墨烯电池充放电可循环次数达上千次,寿命超普通电池 3 倍;等同体积下的石墨烯电池的容量也较普通铅酸电池晋升了约 30%。
    同时,石墨烯电池使用的是高活性防冻电解液,可以无效晋升电解液分散速率,从而进步电池反映活性,确保电动车的冬天续航。


    ▲雅迪冠能 3 E9 PRO,图片来自:牛摩网
    详细到搭载 TTFAR 石墨烯 3 代 Plus 电池的冠能 3 E9 PRO 上,容量大、跑得远自不用提,它乃至可以在 -20°C 环境下充电。
    有了优秀的产品表示作为撑持,雅迪的石墨烯电池天然也在市场上取患了不错的成就,目前累计销量曾经超过了 4500 万只。


    ▲图片来自:雅迪
    谈及 TTFAR 石墨烯电池的市场表示,韦士富在采访中略显冲动。
    比起销售数字上的满意,这更是对咱们全部研发团队的一个好的鼓励,咱们短暂以来所做的研发投入任务,能获取来自市场的踊跃反馈,这是很鼓舞人心的!他表现,雅迪但愿可以充沛利用好这个宏大的用户体量,从真正的用户反馈和调研走访里去搜集、发现问题,优化技术计划。


    ▲雅迪冠能 3 E9 PRO,图片来自:雅迪
    雅迪关于技术的执着,在其锂电产品中也有所体现。
    往年夏天,雅迪公布 TTFAR 石墨烯 3 代 Plus 电池时,也同步带出了他们在锂电方面的研发效果——TTFAR 碳纤维 2.0 锂电池。


    ▲TTFAR 碳纤维 2.0 锂电池,图片来自:雅迪
    据韦士富引见,该电池是国标电动自行车中容量最大的锂电,采取方形层叠电芯及紧凑 PACK 工艺,容量较普通锂电池晋升了 100%。
    而在平安方面,雅迪采取了单晶混合锰酸锂+磷酸锰铁锂的搭配,在资料源头上为电池平安打上了「双保险」。
    一样以产品为例,搭载 TTFAR 碳纤维 2.0 锂电池的冠能 3 S9 MAX 轻松冲破 200 千米的续航,成了续航最长的新国标电动车。


    ▲雅迪冠能 3 S9 MAX,图片来自:雅迪
    200 千米是甚么概念?
    即使是天天通勤 40 千米的荣耀打工人连上五天班,期间都不必给车充电,周末再挑个没人的时间疾速把电充溢,迎接下一周的打工糊口。
    症结词:本钱
    如今看来,石墨烯电池已经是已经非常成熟的技术,但在 2008 年将这类行业内从未使用过的新型资料应用于电池之中,象征着在研发路途上并无先例可供参考,所有都只能「摸着石头过河」,而且随时面临着研发失败的危险。
    「所以咱们要更为谨严耐烦地制订严格的实验计划,继续推动,这是一个长时间且干燥的进程,」韦士富说。
    团队的相互信赖、坚持和奔着同一指标冲刺的信心,是让咱们取得当初阶段性效果冲破的症结。在种种难题的磨砺下,雅迪科研团队不停翻新,将动力科技不停完美降级,胜利推进了全部行业动力技术的提高。


    ▲图片来自:凤凰网
    但在与韦士富的对话中,爱范儿理解到,最难霸占的难题反而不在于技术,而在于本钱——
    石墨烯与后来与黄金同样拥有稀缺性,所以也被称为「黑金」。
    「在那几年,1 克石墨烯的价钱高达 2000 元人民币,低廉的本钱费用使得钻研自愿间断,并且即便石墨烯与电池结分解功,价钱也必然让人望而生畏。」韦士富回想道。
    但是在雅迪研发团队的致力下,很快胜利开收回一套石墨烯制备专利技术,非但把石墨烯的本钱降到了每克 1 元下列,而且机能优异、无净化物排放,包管了石墨烯的质量,终究同样成功制作出了第一代石墨烯电池。


    ▲图片来自:雅迪
    难能可贵的是,只管在产品层面的确有分中高端产品及入门产品,但在技术层面上,雅迪并无「区分看待」。
    一个根本事实是,无论是定位高端化仍是定位日常态的产品,其包罗电池在内的底层技术研发都是要做得扎扎实实的。韦士富以为,他们要做的是按照用户的差别化需要,来推进产品定位明晰及详细技术配置,他举了两个例子:
    好比说有的用户,由于日常骑行里程较远,他们的第一诉求就是电动车的超长续航,那咱们在打造这种型定位长续航的产品时,一定是优先环抱能知足这一点诉求展开。 那有的用户,他们可能对续航并无那末在乎,他们更但愿全部车笨重灵便,便利女性、便利白叟家来骑,那咱们就会优先环抱『轻量化』来打造推出能知足他们这一中心诉求的产品。


    ▲雅迪冠能 3 S9 MAX,图片来自:雅迪
    雅迪关于用户体验的思考,一样体当初质保上——最新公布的雅迪 TTFAR 石墨烯 4 代电池,是行业首家能做到 3 年质保的电池产品,远高于「三包」规范。
    症结词:应战
    在两轮电动车行业开展早期,市场仍未成熟,方式横七竖八。通过屡次外部研讨后,雅迪抉择专一于两轮电动车业务,聚焦高端化与寰球化策略,不停晋升产品质量。
    在「更高端策略」的推进下,雅迪面对 2015 年电动车行业销量总体下滑的配景,销量仍放弃回升态势。2018 年间,雅迪总体销售支出更是逆势增长 25%,销量超 500 万台。


    ▲雅迪冠能 3 E9 PRO,图片来自:雅迪
    而这两年,雅迪一样面临着严厉的市场考验。
    从产品自身来讲,遭到经济环境影响,钢、铝等原资料价钱继续下跌,供给链带来的本钱压力不停回升。韦士富以为,在这类状况下,雅迪应做好两件事:
    进步资料的使用效力,最大水平增加挥霍;减速技术改造,包管质量的同时升高资料使用本钱,帮忙进行本钱管制。另外,雅迪独创的石墨烯电池在市场上也诱发了一些品质不高的跟风效仿,对行业及市场的标准化发生了一定影响,同时也诱发了部份用户关于石墨烯电池的不满。


    ▲图片来自:雅迪
    解决这一问题的办法只要一个——坚持产品质量,以良性的技术迭代降级来带动全部行业的安康开展。
    将来,雅迪仍会坚持石墨烯电池+锂电池双线并行的研发产出模式,来辅佐产品多样化功能的完成。其中,石墨烯电池仍会是一定阶段内的重点,雅迪将继续在石墨烯电池的轻量化、能量密度等方面做出晋升。
    雅迪会紧跟动力资料及相干技术趋向,一直放弃凋谢探究的姿势,来制作更优质的产品。说这句话时,韦士富的语气非常坚决。

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