記者 | 王月倫

編輯 | 莊鍵

動力電池超級快充技術再度迎來新突破。

10月12日，美國賓夕法尼亞州立大學王朝陽院士團隊在頂級學術刊物《自然》刊文稱，其研發(fā)的新技術可以在10分鐘內，將能量密度高達265 Wh/kg的鋰電池電量充至75%，它同時具備數千次的循環(huán)壽命。鋰電池的能量密度，決定了新能源汽車續(xù)航里程的高低。

今年推出新產品的電池企業(yè)幾乎言必稱快充。欣旺達（300207.SZ）和孚能科技（688567.SH）相繼在9月宣布即將量產超級快充電池。

寧德時代（300750.SZ）也在上月對外表示，其多款快充電池產品已在乘用車中使用，能夠支持20分鐘內將電量充至80%。同時，其具備4C超級快充能力的產品麒麟電池即將量產。動力電池的超級快充時代似乎已近在眼前。

電池的充電速率以C作為單位，超級快充電池的充電速率通常大于4C，可在充電15分鐘后實現電池剩余電量達到80%。此后則切換至較慢的恒定電流，以防止出現充電的副反應。

超級快充被認為是電動汽車市場緩解續(xù)航焦慮的重要方向之一。孚能科技董事長王瑀向界面新聞表示，大家一直希望，新能源汽車充電可以像燃油車加油那樣，喝杯咖啡就能實現想要的續(xù)航里程。

要想實現上述目標，電池技術不僅要突破電池材料的限制，還需處理熱失控帶來的安全問題，以及充電速率增加造成的電池衰退挑戰(zhàn)。即將推出的超級快充電池如何跨越這些發(fā)展障礙，將成為續(xù)航自由能否實現的關鍵。

兩條技術路線實現超級快充

為了克服超級快充面臨的技術門檻，動力電池企業(yè)選擇了電池結構和電池材料兩條不同技術路線。電池結構的改進主要針對快充電池的熱失控問題，電池材料的研發(fā)則致力于突破現有材料在導電方面的限制。

其中，通過電池結構變化來平衡電池溫度，主要是在電池的液冷裝置及電芯疊片工藝兩方面做文章。

寧德時代今年最新推出的CTP3.0麒麟電池，便是通過液冷板位置的變化，來提升電池的降溫效果。液冷板目前主流布局設置在電池包底部，寧德時代的麒麟電池則將其位置移至電芯中間。

寧德時代首席科學家吳凱介紹稱，置于電池包中間的冷水板可以雙面接觸電芯，冷卻面積較放在底部時增大四倍，液冷效果更加明顯，能夠緩解充電過程中溫度過高的問題，讓4C充電不再是難事。

欣旺達和孚能科技則是從液冷和電芯工藝兩方面著手。欣旺達的超級快充電池SFC480采用了一種加熱和散熱效率更高，同時兼顧低溫充電效率的3D液冷技術。

同時，欣旺達SFC480電芯的無連接片設計類似于大圓柱電池，取消了極耳轉接，整體設計能讓電芯的內阻下降3%，相同超充電流下溫升降低2.5攝氏度。電池極耳是電池進行充放電時的正負兩極的接觸點，是電芯中將正負極電流引出來的金屬導電體。

欣旺達汽車電池副總裁張耀在發(fā)布會上透露，SFC480超級快充電池將于今年量產，最大充電功率達480 KW，一次充電可實現續(xù)航里程700公里，充電5分鐘則可支持200公里續(xù)航。

在一定充電時間內可實現的續(xù)航里程，是電池快充能力的另一種衡量指標。美國能源部（DOE）將6C充電定義為可在10分鐘內充至電量的80%，新增322公里的整車續(xù)航。

孚能科技推出的動力電池解決方案SPS，則選用高效液冷板和導熱片提供雙面液冷，電池系統(tǒng)的散熱效率將提升四倍。

孚能科技CEO王瑀告訴界面新聞，大軟包電芯的無極耳和疊片工藝，給電芯帶來更低內阻和更好的低溫放電表現；液冷板和納米保溫材料的加入，則均衡了電池系統(tǒng)的內部溫度。

“孚能科技將在9月量產半固態(tài)電池?！蓖醅r表示。針對半固態(tài)電池產品，孚能科技將推出2.4C、3C和4C三種倍率的快充電芯，充電10分鐘可補能40%、50%和70%，分別實現400公里、400公里和420公里的續(xù)航里程。

傳統(tǒng)的鋰電池主要由氧化物正極、石墨負極、電解液、隔膜、金屬集流體構成。其中，鋰離子在負極內的擴散速率、負極電解質的濃度、負極內阻等指標，對于對于電池快充能力有著重要影響。