文｜起點鋰電
電車在普及過程中，充電慢一直是用戶詬病的痛點，尤其是遇到出租車充電、節(jié)假日在高速路等場景，漫長的充電過程讓很多車主只能無奈排起長隊。
所以對于動力電池如何普及快充，成為了各大電池廠重點關(guān)注的技術(shù)，各大電池廠的研發(fā)團隊也在此領(lǐng)域進行了努力。
近日，廣州巨灣技研超快充動力電池廠投產(chǎn)。該工廠是全球首家進行超快充（10-15分鐘）到極快充（5-10分鐘）研發(fā)制造生產(chǎn)的工廠，項目共投資40億元，從去年5月開始建設(shè)，歷時僅一年多就完成工期。
據(jù)悉，巨灣技研電池產(chǎn)品最快速度是現(xiàn)有電池的6倍。在現(xiàn)場的演示下，僅四分半就從32%達到83%，其效率已經(jīng)堪比加油。
盡管電池代表了快充系統(tǒng)的心臟，但也需要各類血管的配合，所以整個快充系統(tǒng)中，充電樁、電網(wǎng)層面都需要全新調(diào)整，需要車企及上游電池和系統(tǒng)等諸多產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，一起對各高壓零部件的絕緣、耐壓等級、銅排的載流、電芯、系統(tǒng)、耐高溫能力設(shè)計等諸多環(huán)節(jié)進行全面和系統(tǒng)化的升級。
涉及快充的因素除了內(nèi)因還有外因，比如說周邊溫度，在零下以及更冷的氣候中實現(xiàn)快充的難度極大，給電池預熱又會耽誤許多時間，在常溫狀態(tài)下的快充就算達到極致，也不能再所有的情況下都能有適應(yīng)，并且根據(jù)能量守恒定律，持續(xù)充電時間過長，功率也會衰減的更厲害。
01 快充技術(shù)原理以及研發(fā)難度
未來市場對鋰電池的要求一定是：循環(huán)壽命長、能量密度高、適應(yīng)環(huán)境性強三種特性。
三種特性之間，如何平衡到最佳狀態(tài)，才是實現(xiàn)快充的前提，如果其中一種特性的指數(shù)極大，另外兩種特性指數(shù)則必須縮小，否則就違反物理定律導致電池損壞。
此外，電池材料也是不可忽視的一部分，在充電時，鋰離子從正極出發(fā)經(jīng)過電解液傳輸?shù)截摌O，在傳輸過程中如有使用不當，往往會引起一系列副作用。除此之外，充放電倍率，電池內(nèi)阻和電池極化等都會影響充電效率和安全性等。
目前通過試驗發(fā)現(xiàn)，正極材料對快充的影響并不顯著，負極影響則較大，優(yōu)化電池內(nèi)部設(shè)計降低負極內(nèi)阻，是提高快充速度的重要保證。
除了負極外，電極厚度也是影響充電速度的一大關(guān)鍵因素。薄電極有利于鋰離子傳輸，隨著電極的逐漸增厚，鋰鹽就會在集流體處沉積，導致電極利用的不平衡破壞快充效果。
鋰電池三種類型：軟包、圓柱、方殼。因為設(shè)計原因，三種類型的電池會導致熱量分布與散失呈現(xiàn)出一定差異。電池材料的導熱能力、電流密度和產(chǎn)熱速率等不一致性質(zhì)，會隨著電池尺寸的變化而變化，所以電池的快充，可以說只要型號不同材料不同，就注定了技術(shù)路線以及研發(fā)途徑會不同。
單個電芯的材料問題解決后，電池包整體的散熱系統(tǒng)又是另一門檻。
諸多電芯會對Pack內(nèi)部溫度產(chǎn)能影響，因為隨著時間的流逝電芯的老化速度不同，對Pack的產(chǎn)熱均一性造成很大影響，除此之外機械粉化等諸多環(huán)節(jié)，還將對快充的技術(shù)推進設(shè)置各種阻礙。
02 各電池廠的快充產(chǎn)品
1.寧德時代麒麟電池、神行電池
寧德時代是快充技術(shù)的先鋒，其產(chǎn)品麒麟電池在各個方面將電池的性能平衡到了最佳狀態(tài)，能量密度可達255Wh/kg，支持5分鐘快速熱啟動及10min充電80％。
并且針對溫度問題，寧德時代的麒麟電池也在熱管理方面做出了優(yōu)化，換熱面積擴大了4倍，控溫效率提升了50%。
8月16日，寧德時代發(fā)布神行超充電池，又一次刷新了快充技術(shù)上限，實現(xiàn)了“充電10分鐘，續(xù)航400公里”，在正負極材料、電解液傳導、超薄SEI膜等方面進行了全方位優(yōu)化，改善鋰離子傳輸速率。
2.巨灣技研XFC極速超充電池
巨灣技研電池最大充電速度要比現(xiàn)在普通動力電池快6倍，最大充電功率能達到480kw，可實現(xiàn)7分半鐘充電80%，其定制的12MinXFC電池包可實現(xiàn)充電10分鐘續(xù)航400km。不僅如此該產(chǎn)品還榮獲WRCA電動汽車最快充電技術(shù)的世界紀錄認證。
3.蜂巢能源龍鱗甲電池
龍鱗甲電池可兼容鐵鋰、三元、無鈷等各類方案，續(xù)航里程最高可達 1000+km，支持4C快充，減少了20%的結(jié)構(gòu)件，為電池包減重10-20公斤。
4.億緯鋰能大圓柱電池π系統(tǒng)
億緯鋰能推出的π電池系統(tǒng)，支持9分鐘快充，系統(tǒng)減重10%，實現(xiàn)小空間、低重量、高續(xù)航。不僅如此該系統(tǒng)在快充發(fā)熱問題上也下了不少功夫，為快充提供了有利保障。
5.中創(chuàng)新航頂流電池
中創(chuàng)新航的頂流電池分為方殼和圓柱兩大類型，均能實現(xiàn)800V高壓快充，由于形狀不同，方殼電池產(chǎn)品支持4C快充，大圓柱電池產(chǎn)品支持6C快充，可實現(xiàn)20分鐘充電10-80%。
6.欣旺達閃充電池
去年九月欣旺達閃充電池的前身SFC480橫空出世，該電池可實現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航200km，充電10分鐘續(xù)航400km，一次充電續(xù)航可達700km。
今年基于此欣旺達又發(fā)布了“閃充電池”作為升級版，升級后的閃充電池充電10分鐘可從20%飛躍至80% 。
03 注意事項
動力電池中的電流均屬于直流電，快充就是要把直流電的功率在可控制的范圍內(nèi)盡量放到最大，功率越大損耗就會越大，對于電池的質(zhì)量就會有更加嚴格的要求，因為功率大代表著電池內(nèi)部的鋰離子移動速度越快，產(chǎn)能熱量導致電池溫度變高，加速電池的老化。
值得注意的是，熱量產(chǎn)生的速度與熱量散失的速度一定要均衡，如產(chǎn)生速度大于散熱速度，最嚴重的后果就是自燃并導致爆炸，所以快充充電確實過癮，但是安全性相關(guān)設(shè)施要及其完善且不容許一點失誤。
目前因為鋰電子的使用性能等問題，如何在低溫下實現(xiàn)快充優(yōu)化的相關(guān)方面還涉足較少，所以在寒冷地區(qū)新能源汽車如何普及，是個很大問題，鈉電池對于電池的溫度要求比鋰電池低，所以鈉電快充方案或許能在北方地區(qū)被大規(guī)模使用。
并且，如何讓電池既能跑又不能老，是個嚴肅問題，就好比汽車如何既能跑得快還要聲音小一樣，需要長期進行探索。
目前沒有沒有任何精準方法，能夠直接在車上詳細檢測出電池的老化程度，新開發(fā)的電池材料在量產(chǎn)以及成本上遲遲得不到解決，BMS系統(tǒng)局限性，以及電池包內(nèi)部設(shè)計等諸多因素，均是需要克服的問題，畢竟電池的安全性才是第一，要保證各個環(huán)節(jié)無失誤的情況下，快充技術(shù)才會得到進一步的發(fā)展。