中國儲能網(wǎng)訊：眾所周知，美國在上世紀后期及本世紀初，為本國石油安全，在西亞采取一系列措施，甚至不惜發(fā)動戰(zhàn)爭。我國近四十年來，能源需求越來越大，由石油出口國到現(xiàn)在進口比例近60%。為保證國家安全，不惜投入巨量資金建設(shè)大量石油儲存基地。如何解決石油需求問題，即采取什么方式替代石油能源，擺在我國的面前。
我國經(jīng)過幾十年經(jīng)濟高速發(fā)展，近期明顯后勁不足。為拉動經(jīng)濟，不惜將房地產(chǎn)推到目前較為危險的境地。新的經(jīng)濟增長點，急需有所突破。票子、房子、車子、妻子和孩子，俗稱五子登科。房子拉動經(jīng)濟的手段已經(jīng)基本用到登峰造極；汽車的發(fā)展受到品牌、技術(shù)、擁堵、環(huán)保和石油的限制，發(fā)展前景有限。如果我國在解決品牌、技術(shù)、環(huán)保和石油的前提下，將大部分汽車更新電動汽車，同時利用經(jīng)濟增長帶來的利益加大交通基本建設(shè)，緩解擁堵。在此發(fā)展過程中，積累電動汽車方面的人才和技術(shù)，解決無人駕駛的問題不是不可能。那時，擁堵問題可以基本解決。關(guān)鍵是環(huán)保和汽車拉動經(jīng)濟以及石油安全的問題就迎刃而解！
解決方案：
電動汽車替代燃油汽車，電動汽車的動力電池由充電改為換電。
電動汽車已經(jīng)在我國推行多年，國家不惜進行巨額補貼，但收效不大，還鬧出騙補的丑聞。市場基本否決了現(xiàn)有電動汽車的動力電池充電方式。汽車是人類追求效率和便捷而出現(xiàn)的一種工具，現(xiàn)行的充電方式恰恰違背了人類追求效率和便捷的需求。由于充電時間長，在生活節(jié)奏愈加快捷的今天，被視時間為生命的人所拋棄（時間本身就是生命的一部分）；由于充電時間長，無論在哪里充電，汽車本身會占用一定面積，這在寸土寸金的城市內(nèi)部，是不可調(diào)和的矛盾。加上電動汽車的主要成本是動力電池，動力電池一旦報廢，就超出一般顧客心理承受能力！（集中換電相當于給動力電池進行了免費保險，有問題的動力電池由換電站統(tǒng)一免費處理。相關(guān)費用攤銷到電費里）
因此，充電方式市場很難接受。由充電改為換電，是快速解決問題的唯一方式。
電力系統(tǒng)不但急需將低谷時放棄的水電、核電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電以及火電等進行儲能調(diào)劑，而且更需要將電力充分利用，銷售出去，形成GDP。因此，需要做的是：將儲能系統(tǒng)的電池單元標準化，該標準單元不但能滿足儲能調(diào)劑，還要能裝到電動汽車上，給電動汽車提供動力！
換電和充電方式的優(yōu)缺點：
電動汽車能否迅速發(fā)展的主要因素為動力電池，解決不了此問題，其他無從談起。我國高鐵能夠迅猛發(fā)展的主要因素為：鐵道部能夠在國家立項，爭取良好政策，可以從各大銀行貸款，在不考慮市場貨幣回報的前提下（鐵道部虧損，整體國家收益），以市場換技術(shù)，經(jīng)實踐，從而制定我國自主標準。這是世界上任何公司都想不到，更做不到的事情。動力電池的市場開發(fā)類似。動力電池技術(shù)上比高鐵簡單的多，主要是充電容量和充放電管理系統(tǒng)，現(xiàn)有技術(shù)能夠滿足一般汽車的使用需求，而且通過投資可以獲得高額回報。所要做的主要工作為：
一、動力電池相關(guān)標準及使用客戶的確定：
1. 動力電池尺寸及強度標準的制定；
1）動力電池容量標準；（小型汽車原則用一塊電池，中大型客車及貨車根據(jù)廠家設(shè)計用多塊電池；動力電池容量標準根據(jù)技術(shù)的發(fā)展不斷修訂）
2）動力電池報廢標準；
3）動力電池長寬高等尺寸及強度標準；
4）動力電池快裝導(dǎo)電接口標準；
5）動力電池快裝定位及固定標準；
6）動力電池充電溫度標準；
7）有關(guān)動力電池其他標準。
2. 動力電池管理系統(tǒng)；
1）充電管理系統(tǒng)；
2）溫度管理系統(tǒng)（包括冷卻和加熱系統(tǒng)）；
3）放電管理系統(tǒng)；
4）獨特充電口及充電密碼；
5）安全系統(tǒng)（包括絕緣）等。
3.相對恒溫充電柜標準；
4.調(diào)節(jié)用電峰谷控制系統(tǒng)（盡量利用用電低谷時間充電）；
5.充換電站供電標準；
6. 動力電池回收技術(shù)及利用方式（電池設(shè)計時需要考慮回收成本）；
7.（無人）自動取換動力電池電瓶車（系統(tǒng)）設(shè)計和制造；
8.基于GPS（或北斗系統(tǒng)）的滿電動力電池分布查詢系統(tǒng)；
9.電力定價標準（對充電站）及每度收費標準（對車主）；
10. 動力電池報廢負擔(dān)方案；
11.新技術(shù)動力電池更換方案；（車主只買車，租用換電站電池）
12.國家專項比例補貼動力電池，以節(jié)省環(huán)保費用以及收費、稅收和節(jié)省進口石油外匯等方式收回成本；
13.動力電池唯一編號及電子防偽技術(shù)；盜搶電池?zé)o價值；車輛防盜搶。
14. 動力電池換電收費系統(tǒng)；
15.充電站標準及推薦方案；（利用現(xiàn)有變電站、新建箱式變電站、改建現(xiàn)有充電樁和加油站等）
16. 動力電池服務(wù)對象的定位（運輸行業(yè)、輸變電行業(yè)、替代抽水蓄能等）
17. 動力電池制造成本的估算；
18.提高相關(guān)換電方式推廣工作效率的管理辦法；
19.廣泛的社會推廣宣傳，促進相關(guān)行業(yè)做好相應(yīng)準備；
20. 動力電池使用客戶（融資、采購、管理和經(jīng)營等）----國家電網(wǎng)；
21.電力部門相關(guān)配套政策；
22.汽車行業(yè)對應(yīng)相關(guān)配套政策；
23.政府推動渠道；
1）國家電網(wǎng)根據(jù)國家相關(guān)政策進行融資；
2）國家電網(wǎng)根據(jù)儲能需要和充電電池相關(guān)標準進行社會招標采購；
3）國家電網(wǎng)根據(jù)測算的最低標準布局并建設(shè)充電站，并在此基礎(chǔ)上進行完善；
二、推廣難點：
1、解決相關(guān)問題的效率；
2、相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量控制；
3、統(tǒng)一認識；
4、投資較大；
5、動力電池生產(chǎn)行業(yè)初期產(chǎn)能問題；
6、動力電池行業(yè)上游配套產(chǎn)能問題；
7、汽車行業(yè)能否抓住此千載難逢的機遇，創(chuàng)立自己的國際品牌；
8、石油行業(yè)有一定損失；
9、汽車行業(yè)、動力電池制造行業(yè)和國家電網(wǎng)利用相關(guān)標準、成熟技術(shù)及巨大的生產(chǎn)能力搶占國際電動汽車市場。
三、電動汽車換電技術(shù)解決方案
方案1：國家電網(wǎng)牽頭，成立相關(guān)技術(shù)科研單位，專門對換電技術(shù)進行攻關(guān)。
方案2：利用互聯(lián)網(wǎng)，發(fā)動全國各行業(yè)科研技術(shù)人員的業(yè)余或空余時間，完成相關(guān)技術(shù)標準的制定。
成立國家實驗基地（各省市），通過互聯(lián)網(wǎng)電子表格收集全國各行業(yè)科技創(chuàng)造和改進的實際需求，包括現(xiàn)有企業(yè)的實際科研需求（單憑各企業(yè)的科研能力，科研經(jīng)費有限，人才有限，眼界有限，時間有限，很難解決）。通過互聯(lián)網(wǎng)面向全國各單位、團體和個人發(fā)布，征集解決方案。解決方案如果需要進行實驗或試制，將解決方案進行專家評審。初審?fù)ㄟ^，實驗或試制收成本費用，復(fù)審?fù)ㄟ^免費實驗或試制。成果由基地統(tǒng)一進行專利申報，專利收益各方比例受益。分課題種類審議，成立專家?guī)?，計算機派位，專家水平按評議對錯，計算機打分，分高者優(yōu)先評議，評議分有權(quán)重（經(jīng)濟效益），數(shù)量等指標。各省市國家實驗基地由現(xiàn)有各科研機構(gòu)及大中專院校投標組建。分為計算機硬件、軟件、機械加工設(shè)備、航空、航天、汽車、建筑、遺傳、醫(yī)學(xué)、農(nóng)機、農(nóng)業(yè)、水利、交通、船舶、軍工、材料、煤炭、石油、電力、環(huán)保等等。全民科技創(chuàng)業(yè)才能迅速形成風(fēng)氣，同時，大量的科學(xué)實驗會創(chuàng)造大量的就業(yè)機會，科技成果會大力拉動經(jīng)濟。關(guān)鍵是科技興國能落到實處！
可以首先以電動汽車換電技術(shù)解決方案為試點，具體劃分幾十個小課題，分頭解決，不再拘泥于電網(wǎng)、電池和汽車三大行業(yè)，避免各自為戰(zhàn)。有了統(tǒng)一方案和標準，一切迎刃而解。
上述技術(shù)問題，目前我們已經(jīng)有一些初步方案，需進行細化以及需要大量的實驗、試制和論證等，實力有限，故爭取社會和政府的支持。
四、有關(guān)儲能市場簡介及電動汽車換電方式資本回報概算：
近5年，全球儲能行業(yè)的年復(fù)合增長率達到193%，預(yù)計未來10年，我國儲能市場的容量將達到1000億美元。目前，儲能已列入我國“十三五”規(guī)劃百大工程項目，也是首次正式進入國家發(fā)展規(guī)劃。同時，儲能行業(yè)“十三五”規(guī)劃等相關(guān)政策已開始編制，后續(xù)有望相繼出臺。同時，國家發(fā)改委、國家能源局近期聯(lián)合下發(fā)了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》和《能源技術(shù)革命重點創(chuàng)新行動路線圖》，要求研究太陽能光熱高效利用高溫儲熱技術(shù)、分布式能源系統(tǒng)大容量儲熱（冷）技術(shù)。研究面向電網(wǎng)調(diào)峰提效、區(qū)域供能應(yīng)用的物理儲能技術(shù)、可再生能源并網(wǎng)、分布式及微電網(wǎng)、電動汽車應(yīng)用的儲能技術(shù)，掌握儲能技術(shù)各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵核心技術(shù)，完成示范驗證，整體技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平，引領(lǐng)國際儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
據(jù)中電聯(lián)2015年電力工業(yè)統(tǒng)計快報統(tǒng)計，受電力需求增長放緩、新能源裝機容量占比不斷提高等因素影響，全國6000千瓦及以上電廠發(fā)電設(shè)備平均利用小時繼續(xù)下降，2015年全國發(fā)電設(shè)備平均利用小時為3969小時，同比降低349小時。
2015年底全國水電裝機容量3.2億千瓦，設(shè)備平均利用小時3621小時，同比降低48小時。
2015年底全國火電裝機容量9.9億千瓦，設(shè)備平均利用小時4329小時，同比降低410小時。
2015年底全國核電裝機容量2608萬千瓦，設(shè)備平均利用小時7350小時，同比下降437小時。
2015年底全國并網(wǎng)風(fēng)電裝機容量12934萬千瓦，設(shè)備平均利用小時為1728小時，同比下降172小時。
水電：3.2*48=153.6（億度）；
核電：0.2608*437=113.97（億度）；
風(fēng)電：1.2934*172=222.46（億度）.
小計：590（億度）
火電：9.9*410=4059（億度）
總計：4649（億度）
2016年一季度，全國汽車保有量為1.79億輛，即17900萬輛。按50%改電，年均運行20000公里，百公里20千瓦時（含充電損耗）,線損、變壓消耗和服務(wù)用電等合計25%計算，需要電力（20000/100）*1.79*50%*20/（1-25%）=4773（億度）
注：2013年全國電網(wǎng)平均線損6.53%；2014年全國電網(wǎng)平均線損6.2%。
電動汽車換電方式投資及回報概算：（均為不含稅價格）
1.電動汽車除去動力電池部分，綜合造價會比燃油車成本低的多；
2.每度電需燃煤0.3千克，按550元/噸計算，0.3*550/1000=0.165元/度；利用現(xiàn)有電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施，電損按25%計算，0.165*1.25=0.206元/度（合理調(diào)配棄用電力,因此，未提發(fā)電設(shè)施和電網(wǎng)的折舊和管理費）
3.銷售價格按2元/度計算，每度毛利1.794元；1.794*4773=8563（億元）
4.標準電池按80度，80000元/塊，可循環(huán)使用800次，（根據(jù)電池性能要求，以最佳溫度和電流充電，極端放電靠電容調(diào)劑，可降低電池技術(shù)指標，意味著降低生產(chǎn)成本，并且大幅度延長電池壽命）平均充電量按85%計算：800*80*85%=54400度；可行駛路程為：54400*100/18=302222公里；
5.現(xiàn)行國家中央補貼標準：3000元/度，全車44000元（不含地方補貼）；
6.電容量低于80%-85%，用于電網(wǎng)儲能專用，提取殘值5000元/塊；
7.預(yù)計標準電池實際成本：80000-44000-5000=31000元
8.電池攤銷：31000/54400=0.57元/度（隨著技術(shù)進步和批量的增大，電池成本會逐步降低，沖抵國家補貼）
9. 1.794-0.57=1.244元/度，為不含攤銷毛利；
10.采用租賃方式面對電動汽車使用者，客戶只需交納押金，建議按照36000元押金計算；
11. 換電可以從根本上解決低谷用電問題：充換電站匹配的充電柜是相對恒溫（提高充電效率，延長電池壽命）低谷（平段）充電智能系統(tǒng)。
全國加油站數(shù)量約10萬座，按80%的數(shù)量設(shè)置充換電系統(tǒng)，自動更換機一套（20萬），充電柜一套（30萬，含變壓器），空調(diào)系統(tǒng)一套（5萬），鋪設(shè)電纜一套（50萬），收費系統(tǒng)一套（5萬），地面服務(wù)站一套（30萬，各地需在高壓線和道路附近免費供地）。
平均每座充換電站配備標準電池數(shù)量：
17900*50%/（10*80%）=1118.75(塊），理論年均換電20000公里/400公里/次=50次，1118.75*50/365=153.25塊，修正系數(shù)1.3；153.25*1.3=200塊。
周轉(zhuǎn)電池：200*10*80%=1600萬塊；
車輛本身電池：17900*50%=8950萬塊；
合計：8950+1600=10550萬塊。
每座充換電站投資：20+30+5+50+5+30=140萬元；預(yù)計共需要8萬座；
中國石化、中國石油和中國海油擁有數(shù)萬個加油站，加油站內(nèi)加裝一套充換電裝置即可為電動汽車服務(wù)，成為加油和充換電兩用，成本比電網(wǎng)自建要少?，F(xiàn)有充電站改造為充換電站，成本更低。
在變電站附近建充換電站可避免對配電網(wǎng)造成大的沖擊，同時在土地資源緊張或電網(wǎng)難以擴建改造的城市中心區(qū)，可依托變電站建設(shè)充換電站。這就很好地解決了土地資源和配電網(wǎng)的兩大瓶頸問題。在高壓線沿線適當位置配置廂式變壓器，可以解決剩余充換電站的設(shè)置問題。
預(yù)計6年完成全部投資。
電池投資：1600*（8-4.4）=7360億元
換電站投資：140*10*80%=1120億元
合計：7360+1120=8480億元
第一年：方案論證；技術(shù)大綱制定并實施；出臺相關(guān)標準；相關(guān)配套政策擬定；樣機試制與定型；整車廠平臺的設(shè)計規(guī)范及樣車，換電站規(guī)劃布局等準備工作。
第二年換電站按30%計算，需要資金1120*30%=336億元；周轉(zhuǎn)電池量按5%計算，需要資金7360*5%=368億元，小計704億元；
第三年換電站按20%計算，需要資金1120*20%=224億元；周轉(zhuǎn)電池量按10%計算，需要資金7360*10%=736億元，小計960億元；
第四年換電站按20%計算，需要資金1120*20%=224億元；周轉(zhuǎn)電池量按15%計算，需要資金7360*15%=1104億元，小計1328億元；
第五年換電站按20%計算，需要資金1120*20%=224億元；周轉(zhuǎn)電池量按25%計算，需要資金7360*25%=1840億元，小計2064億元；
第六年換電站按10%計算，需要資金1120*10%=112億元；周轉(zhuǎn)電池量按45%計算，需要資金7360*45%=3312億元，小計3424億元；
管理費按20%計算：
第二年毛利收入：8563*(5%/2)*(1-20%)/1.3=132(億元)
第三年毛利收入：8563*(5%+10%/2)* (1-20%)/1.3=527(億元)
第四年毛利收入：8563*(15%+15%/2)* (1-20%)/1.3=1186(億元)
第五年毛利收入：8563*(30%+25%/2)* (1-20%)/1.3=2240(億元)
第六年毛利收入：8563*(55%+45%/2)* (1-20%)/1.3=4084(億元)
第七年毛利收入：8563* (1-20%)/1.3=5270(億元)
附件一、電動汽車的主要優(yōu)點：
1.技術(shù)意義上的環(huán)保性能。
1）電動汽車不排放有害物質(zhì)，即可以實現(xiàn)零排放。此外，與核能、自然能源（水電、風(fēng)電和太陽能等）發(fā)電結(jié)合在一起的話，可以有效地削減CO2排放量；
2）火力發(fā)電站本身效率越來越高，通過利用廢熱等實現(xiàn)60%熱效率的發(fā)電站越來越多。包括供電效率、充放電效率、動力轉(zhuǎn)換效率等在內(nèi)，電動汽車可以實現(xiàn)汽油引擎汽車約2～3倍的效率；
3）采用換電方式充電，可以使用計算機集成控制，進行削峰填谷，替代抽水發(fā)電站等電力設(shè)施；（現(xiàn)行電網(wǎng)由于峰谷問題，棄核電、風(fēng)電、水電、太陽能發(fā)電等屢見不鮮，而且峰谷問題給火力發(fā)電站帶來的損失也十分驚人！國內(nèi)外越來越多的企業(yè)專門制作儲能電池進行調(diào)劑！）
2.使用成本低。用電費用約為燃油費用的81%左右；（按電費2.34元/度，百公里18度；汽油6.5元/升，百公里8升計算）
3.提速快。電動機在啟動時可以瞬間獲得最大扭矩。而且可以通過電容等元器件大幅度提高啟動電流；因此，比起燃油汽車，電動汽車啟動時的加速能力更加卓越，在一定程度上可緩解交通擁堵；
4.紅燈等短時停車不消耗能量；
5.動力電池設(shè)計在汽車底部，有效降低汽車重心，大大提高了汽車的安全性能；
6.動力電池相對汽油安全；
7.結(jié)構(gòu)相對簡單，維修保養(yǎng)費用低廉；
8.噪音?。?
9.方便進行無人駕駛技術(shù)的更新?lián)Q代。
附件二、國際動向：
據(jù)2016年10月9日消息，德國聯(lián)邦參議院已經(jīng)通過了一項決議，將在2030年禁掉內(nèi)燃機。德國經(jīng)濟部副部長稱，到2030年在德國所有的注冊新車必須達到零排放，以減少空氣污染。
附件三：相關(guān)動力電池技術(shù)狀況
一、燃料電池：
燃料電池汽車也是電動汽車，只不過“電池”是氫氧混合燃料電池。和普通化學(xué)電池相比，燃料電池可以補充燃料，通常是補充氫氣。和普通電池一樣，燃料電池由陽極、陰極和電解質(zhì)組成。大部分燃料電池汽車如 Mirai 或本田的 FCX Clarity 使用聚合物交換膜燃料電池(PEMFC)。在這一系統(tǒng)中，氫氣受壓通過鉑催化劑，分解成兩個氫離子和兩個電子。這些電子會驅(qū)動汽車的電動機，而氫離子會和氧氣結(jié)合成水，以蒸汽“廢氣”的形式排出。通過將這些電池堆疊在一起，就能為汽車提供足夠電力。
目前最好的方法是通過電解水來制造氫氣，即用電將水分解成氧氣和氫氣。目前最好的電解水系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化率只有 80%，并不怎么高效。
甲烷轉(zhuǎn)化要更劃算，但卻會造成污染。蒸汽需要加熱到 700 到 1000 攝氏度，然后與甲烷結(jié)合生成氫氣和一氧化碳，以及少量二氧化碳。得益于水力壓裂法生產(chǎn)的大量天然氣，美國有 95% 的氫氣通過這種方法來制造。
氫氣銷售點很少，相隔距離很遠，建造成本高昂。普通的電動汽車充電站只需花數(shù)十萬美元來建造，特斯拉的超級充電站建造成本高達 30 萬美元。但建造一個氫氣燃料站需要花費 100 萬至 200 萬美元，因為需要解決處理液態(tài)氫氣的問題。氫氣燃料站的主燃料箱以至少負 250 攝氏度的溫度存儲著近 1 萬加侖液態(tài)氫氣。和天然氣或柴油不同，液態(tài)氫氣保存在地面上的一個特別區(qū)域，與泵分離。然后液態(tài)氫氣會在汽化塔內(nèi)轉(zhuǎn)化成氣體，然后加壓傳輸給更小的儲罐來銷售。
充氣過程：
·首先需要將一個多管通信插頭插入汽車，以了解其燃料需求
·接著需要連上氫氣噴嘴，用扭鎖和泵來密封。
燃料電池汽車的主要問題是，制造驅(qū)動它們的氫氣燃料要消耗比普通電動汽車更多的能源。污染也是個很嚴重的問題。
燃料電池汽車的售價和維護費用要比電動汽車貴。
一輛燃料電池汽車的維護成本是混合動力汽車的兩倍，是電動汽車的四倍。的確，這一成本會隨時間推移降低，但電動汽車和混合動力汽車也一樣。
制造和使用綠色氫氣的費用更高
除了甲烷轉(zhuǎn)化，獲得綠色氫氣的唯一可行的方式是通過電解。這一過程中消耗的電可以更好地用在普通電動汽車上。相比起氫氣燃料電池汽車，電動汽車能更好地利用電力。
甲烷轉(zhuǎn)化得到的氫氣和一樣糟
相對于燃氣發(fā)動機，燃料電池汽車“對環(huán)境的好處有限”。而且可能要更糟一些，因為最近的研究顯示，甲烷基礎(chǔ)設(shè)施的泄露情況比原先想象的還糟糕（最高達7%），而作為溫室氣體，甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的86倍。
補充氫氣燃料的基礎(chǔ)設(shè)施造價高昂
氫氣具有爆炸性，很難處理。輸電就相當簡單。氫氣燃料電池汽車需要對制造和運送環(huán)節(jié)投入巨資，每一個環(huán)節(jié)又會增加成本、復(fù)雜性和污染。
氫燃料電池車以及加氫的技術(shù)難度較高，還有氫燃料供應(yīng)社會體系建設(shè)的難度相當高，不像插電式混動車、純電動車一樣可以與現(xiàn)有的傳統(tǒng)汽油車加油站或國家電網(wǎng)等這些基礎(chǔ)設(shè)施兼容，而氫燃料的社會體系需要重新建設(shè)。
結(jié)論：
1、氫燃料電池組價格較貴，且不支持大倍率放電；
2、仍然不能脫離儲能鋰電池的支持；
3、反應(yīng)堆實際效率僅50%左右，這還不算裂解天然氣、壓縮氣體的能耗；
4、加氫站昂貴，只有動員整個社會體系才能做到；
5、目前沒有保證安全性的切實方案。
6、氫燃料電池的實用性：即使燃料電池技術(shù)能夠做得完善、廉價，氫氣的生產(chǎn)、運輸和儲存都會是一個比電動車充電煩惱得多得問題！
二、超級電容：
1.宏觀上提高電容器內(nèi)的電場強度，涉及兩個問題：
1）單位面積上電荷密度，這受到材料的原子之間的結(jié)合力的限制，目前人類實用的金剛石是的原子之間的結(jié)合力是最大的，如果每個金剛石的C原子帶一個電荷，那么相鄰原子上的電荷斥力將遠遠大于金剛石的C原子之間的結(jié)合力，這導(dǎo)致，不可能實現(xiàn)每個原子上都帶上電荷，只能相距幾十上百個原子上才能帶一個電荷，因此，金剛石表面電荷的密度不可能大到相鄰原子的電場強度的水平。
2）撇開上面電荷之間的排斥作用不談，電容器極板之間的距離則在原子距離10的6次方以上量級，要提高兩個極板之間的電場強度，必須提高介電常數(shù)，這個常數(shù)得在10的6次方以上，目前，美國的最好的值也不到10000，相差100倍以上。
2.超級電容器在通電的幾秒內(nèi)，電流會非常大，對整流部分沖擊很大，正常的超級電容器充電過程是先恒流再恒壓，或者就是恒流充電，到電壓上限時就停止，而且上電瞬間的恒壓大電流充電，對超級電容器的電極來說是致命的。超級電容器不能夠說是與電池類似，目前，超級電容器從儲存電荷的原理上，分為雙電層電容器和贗電容型電容器。雙電層電容是依靠電荷吸附儲存電荷，而贗電容是依靠表面的氧化還原反應(yīng)儲存電荷。對于雙電層電容器來說，與電解電容很相似，目前主流的電極材料就是活性炭。而贗電容超級電容器除了有雙電層電容的效應(yīng)以外，還有發(fā)生在表面的電化學(xué)反應(yīng)，一般比較常見的就是鈷鎳錳的氧化物、硫化物，這個比較類似于電池材料，但也有不同，電池材料儲能是在體相中發(fā)生，反應(yīng)程度比較深，而贗電容是發(fā)生在表面或者體相中的二維平面上，反應(yīng)程度很淺。這兩種形式的電容器，各有利弊，對于雙電層來說，它的充放電電流可以比較大，充放電速度比較快，循環(huán)壽命比較長，缺點就是它的能量密度比較小。而贗電容型超級電容器，它的優(yōu)點是能量密度比較大，但由于存在電化學(xué)反應(yīng)過程，電荷傳遞阻抗比較大，所以它的功率密度比較小，充放電電流不能太大，否則電極材料容易出現(xiàn)不可逆的晶型轉(zhuǎn)變，所以贗電容電容器的循環(huán)壽命比較差。
3.超級電容快速充電需要解決電網(wǎng)沖擊問題。
4.超級電容需要解決快速充電發(fā)熱問題。
結(jié)論：現(xiàn)有技術(shù)無法實現(xiàn)超級電容大容量和快速充電問題。
三、金屬空氣電池：
放電功率低，能效較低。最主要的是：金屬空氣電池同樣需要換電；
四、快速充電：
動力電池是新能源汽車的心臟。盡管目前國家大力推廣電動汽車，但是續(xù)航里程短、充電時間長等短板，依舊阻礙著電動汽車大量進入尋常百姓家，因此被寄予厚望的“新材料之王”石墨烯總是話題不斷。
鑒于石墨烯可能存在的突出性能，近年來關(guān)于石墨烯應(yīng)用的消息總能引發(fā)關(guān)注，如此前媒體廣泛報道的“充電8分鐘，行駛1000公里”。
1.行駛1000公里大概需要180千伏安時（度），按理論最高的充電效率95%計算，電池發(fā)熱為180*1000*3600*5%=32400000焦耳，意味著把324公斤水提高100度，金屬比熱小，提高的更快！僅這一點，目前技術(shù)無解。
2. 需要解決電網(wǎng)沖擊問題。
3. 快速充電嚴重縮短電池壽命。
結(jié)論：現(xiàn)有技術(shù)無法實現(xiàn)電動汽車動力電池在短時間內(nèi)快速充電問題。
