一個從鉛筆開始的故事：最堅硬的納米材料，和跑得最遠的電動車
引用我們平時用鉛筆寫字，其實就是把鉛筆芯裏的石墨剝離到紙上。
2002 年，現任復旦大學物理系特聘教授、博士生導師的張遠波，還是一位剛剛開始在哥倫比亞大學做研究的博士研究生。當時的他在研究一個此前還沒有人涉足過的領域——石墨烯。
▲張遠波，圖片來自：復旦大學
在當時，還沒有人能夠把這一原子層從大塊的石墨中分離出來，石墨烯仍被認為是假設性的結構。
順着「鉛筆寫字」的思路，張遠波花了兩年時間製作了一批筆尖僅 1-2 微米的納米鉛筆，通過微機械手，可以在硅片上「寫」出 10 納米，也就是 30 層左右的石墨薄片。
向成功邁出了一大步的張遠波當時非常興奮，但殘酷的是，和新聞報道一樣，科學研究也是講求時效的。
▲康斯坦丁·諾沃肖洛夫（左）和安德烈·海姆（右）和，圖片來自：EktbTV
同年，曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功在實驗中分離出石墨烯，二人也因此獲得了 2010 年諾貝爾物理學獎。
張遠波後來回憶道：「看到（他們的）論文之前，我們完全不知道他們在做類似的工作，我和我的導師都非常沮喪」。
儘管如此，科研還是要繼續的。一年後，張遠波分離出了質量更高的石墨烯，觀察到了一個全新的物理現象——半整數反常量子霍爾效應。這不是今天的重點，就不過多介紹了。
▲石墨烯，圖片來自：WIWI
重點是，在此之後，石墨烯的一系列獨特性質先後被發現：
這是目前世界上最薄，同時也是最堅硬的納米材料。不僅如此，這種近乎透明的材料擁有極佳的導電性，甚至超過了銅和銀，在能源供給方面非常有潛力。
例如，用作電動車的電池。
與電動汽車一樣，續航一直都是兩輪電動車的痛點之一。樓下的電動車充電區彷彿永遠都騰不出位置，這種感覺就像…… 在沙面碼頭等飛機，在白雲機場等輪船，以及下班前在愛範兒等廁所——
連充電器插頭都伸不進去，更別説車了。
新國標落地後，國內兩輪電動車迎來了一輪大洗牌，在這前後，一種名為石墨烯電池的新電池產品嶄露頭角並逐漸佔據主流視線，成為了提升續航的一大推手。
最前沿的科技，理應用在最國民的電動車上。掀起這一輪能源材料革新浪潮的，正是目前市佔率最高的雅迪。
▲圖片來自：極客公園
關鍵詞：續航
雅迪早在 2008 年就看到了石墨烯的潛力，但由於早期石墨烯的價格過於昂貴，他們並沒有急於深入。直到 2017 年，雅迪就石墨烯及漿料的製備開展了一系列研究後，才逐漸加快了應用石墨烯電池的步伐。
▲圖片來自：投資界
石墨烯電池上車的整個過程，其實與 16 年前張遠波博士的故事差不多，科學研究，大抵都是如此。
「想要成功唯一的途徑就是重複實驗，這是走不了捷徑的。」雅迪技術研究院動力能源中心總監韋士富在面對愛範兒採訪時直白地表示。
▲韋士富正在接受愛範兒採訪，圖片來自：雅迪
而讓雅迪下定決心要攻克石墨烯電池應用的，是其區別於傳統鉛酸電池的四大優勢：
更長的壽命、更大的容量、更遠的續航、更好的低温表現。
根據雅迪檢測數據，相較於傳統鉛酸電池，石墨烯電池充放電可循環次數達上千次，壽命超普通電池 3 倍；同等體積下的石墨烯電池的容量也較普通鉛酸電池提升了約 30%。
同時，石墨烯電池使用的是高活性防凍電解液，能夠有效提升電解液擴散速率，從而提高電池反應活性，確保電動車的冬季續航。
▲雅迪冠能 3 E9 PRO，圖片來自：牛摩網
具體到搭載 TTFAR 石墨烯 3 代 Plus 電池的冠能 3 E9 PRO 上，容量大、跑得遠自不必提，它甚至能夠在 -20°C 環境下充電。
有了優秀的產品表現作為支撐，雅迪的石墨烯電池自然也在市場上取得了不錯的成績，目前累計銷量已經超過了 4500 萬隻。
▲圖片來自：雅迪
談及 TTFAR 石墨烯電池的市場表現，韋士富在採訪中略顯激動。
引用比起銷售數字上的滿意，這更是對我們整個研發團隊的一個好的激勵，我們長久以來所做的研發投入工作，能獲得來自市場的積極反饋，這是很鼓舞人心的！
他表示，雅迪希望能夠充分利用好這個龐大的用户體量，從真實的用户反饋和調研走訪裏去搜集、發現問題，優化技術方案。
▲雅迪冠能 3 E9 PRO，圖片來自：雅迪
雅迪對於技術的執着，在其鋰電產品中也有所體現。
今年夏天，雅迪發佈 TTFAR 石墨烯 3 代 Plus 電池時，也同步帶出了他們在鋰電方面的研發成果——TTFAR 碳纖維 2.0 鋰電池。
▲TTFAR 碳纖維 2.0 鋰電池，圖片來自：雅迪
據韋士富介紹，該電池是國標電動自行車中容量最大的鋰電，採用方形層疊電芯及緊湊 PACK 工藝，容量較普通鋰電池提升了 100%。
而在安全方面，雅迪採用了單晶混合錳酸鋰+磷酸錳鐵鋰的搭配，在材料源頭上為電池安全打上了「雙保險」。
同樣以產品為例，搭載 TTFAR 碳纖維 2.0 鋰電池的冠能 3 S9 MAX 輕鬆突破 200 公里的續航，成為了續航最長的新國標電動車。
▲雅迪冠能 3 S9 MAX，圖片來自：雅迪
200 公里是什麼概念？
即便是每天通勤 40 公里的光榮打工人連上五天班，期間都不用給車充電，週末再挑個沒人的時間快速把電充滿，迎接下一週的打工生活。
關鍵詞：成本
如今看來，石墨烯電池已是十分成熟的技術，但在 2008 年將這種行業內從未使用過的新型材料運用於電池之中，意味着在研發道路上並沒有先例可供參考，一切都只能「摸着石頭過河」，並且隨時面臨着研發失敗的風險。
「所以我們要更加嚴謹耐心地制定嚴格的試驗方案，持續推進，這是一個長期且枯燥的過程，」韋士富説。
引用團隊的互相信任、堅持和奔着同一目標衝刺的決心，是讓我們取得現在階段性成果突破的關鍵。
在種種困難的磨礪下，雅迪科研團隊不斷創新，將能源科技不斷完善升級，成功推動了整個行業能源技術的進步。
▲圖片來自：鳳凰網
但在與韋士富的對話中，愛範兒瞭解到，最難攻克的困難反而不在於技術，而在於成本——
石墨烯與起初與黃金一樣具有稀缺性，所以也被稱為「黑金」。
「在那幾年，1 克石墨烯的價格高達 2000 元人民幣，昂貴的成本費用使得研究被迫中斷，而且即使石墨烯與電池結合成功，價格也必定讓人望而卻步。」韋士富回憶道。
然而在雅迪研發團隊的努力下，很快成功開發出一套石墨烯製備專利技術，不但把石墨烯的成本降到了每克 1 元以下，並且性能優異、無污染物排放，保證了石墨烯的品質，最終也成功製造出了第一代石墨烯電池。
▲圖片來自：雅迪
難能可貴的是，儘管在產品層面確實有分中高端產品及入門產品，但在技術層面上，雅迪並沒有「區別對待」。
引用一個基本事實是，無論是定位高端化還是定位日常態的產品，其包括電池在內的底層技術研發都是要做得紮紮實實的。
韋士富認為，他們要做的是根據用户的差異化需求，來推動產品定位清晰及具體技術配置，他舉了兩個例子：
引用比如説有的用户，因為日常騎行里程較遠，他們的第一訴求就是電動車的超長續航，那我們在打造這類型定位長續航的產品時，一定是優先圍繞能滿足這一點訴求展開。
那有的用户，他們可能對續航並沒有那麼在意，他們更希望整個車輕巧靈便，方便女性、方便老人家來騎，那我們就會優先圍繞『輕量化』來打造推出能滿足他們這一核心訴求的產品。
▲雅迪冠能 3 S9 MAX，圖片來自：雅迪
雅迪對於用户體驗的思考，同樣體現在質保上——最新發布的雅迪 TTFAR 石墨烯 4 代電池，是行業首家能做到 3 年質保的電池產品，遠高於「三包」標準。
關鍵詞：挑戰
在兩輪電動車行業發展初期，市場仍未成熟，形式雜亂無章。經過多次內部研討後，雅迪決定專注於兩輪電動車業務，聚焦高端化與全球化戰略，不斷提升產品品質。
在「更高端戰略」的推動下，雅迪面對 2015 年電動車行業銷量整體下滑的背景，銷量仍保持上升態勢。2018 年間，雅迪整體銷售收入更是逆勢增長 25%，銷量超 500 萬台。
▲雅迪冠能 3 E9 PRO，圖片來自：雅迪
而這兩年，雅迪同樣面臨着嚴峻的市場考驗。
從產品本身來説，受到經濟環境影響，鋼、鋁等原材料價格持續上漲，供應鏈帶來的成本壓力不斷上升。韋士富認為，在這種情況下，雅迪應做好兩件事：
- 提高材料的使用效率，最大程度減少浪費；
- 加速技術革新，保證品質的同時降低材料使用成本，幫助進行成本控制。
此外，雅迪首創的石墨烯電池在市場上也引發了一些質量不高的跟風效仿，對行業及市場的規範化產生了一定影響，同時也引發了部分用户對於石墨烯電池的不滿。
▲圖片來自：雅迪
解決這一問題的方法只有一個——堅持產品品質，以良性的技術迭代升級來帶動整個行業的健康發展。
未來，雅迪仍會堅持石墨烯電池+鋰電池雙線並行的研發產出模式，來輔助產品多樣化功用的實現。其中，石墨烯電池仍會是一定階段內的重點，雅迪將持續在石墨烯電池的輕量化、能量密度等方面做出提升。
引用雅迪會緊跟能源材料及相關技術趨勢，始終保持開放探索的姿態，來製造更優質的產品。
説這句話時，韋士富的語氣十分堅定。
資料來源：愛範兒（ifanr）