中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：所謂快充，顧名思義就是在極短時(shí)間之內(nèi)將電池充滿。電動(dòng)汽車快充是指充電電流大于2C的充電方式，也就是說(shuō)充電時(shí)間要小于30分鐘。據(jù)了解，目前已經(jīng)有電池企業(yè)的快充技術(shù)可以做到8C甚至10C，這就意味著，電動(dòng)車最快6分鐘即可將電池充滿。
然而從目前的使用范圍來(lái)看，快充技術(shù)在新能源汽車領(lǐng)域還未大面積的普及，只有少數(shù)新能源汽車采用了快充技術(shù)。但在3C產(chǎn)業(yè)內(nèi)快充的使用已非常成熟，成為3C產(chǎn)品的熱點(diǎn)和賣點(diǎn)。如三星采用的Quick Charge、OPPO VOOC閃充、聯(lián)發(fā)科 Pump Express等。
業(yè)內(nèi)認(rèn)為，在新能源汽車電池容量短期內(nèi)無(wú)法得到顛覆性突破的情況之下，可以通過(guò)快充技術(shù)來(lái)滿足市場(chǎng)需求，來(lái)解決新能源汽車?yán)m(xù)航里程短的痛點(diǎn)。那么，什么是快充技術(shù)？目前市場(chǎng)運(yùn)用情況如何？以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是怎樣的？
充電難成新能源車推廣難點(diǎn)
快充技術(shù)興起
相比于傳統(tǒng)燃油車幾分鐘加滿油，新能源汽車充滿電則需要幾個(gè)小時(shí)，在電量不夠用的情況下，如何快速充電成為新能源車普及的關(guān)鍵。快充技術(shù)的適時(shí)出現(xiàn)，只需要十幾分鐘甚至幾分鐘就可將電動(dòng)車充滿電，大大提升了充電效率，用戶也可利用零碎時(shí)間來(lái)給自己的愛車充電。
受此影響，快充技術(shù)成為不少動(dòng)力電池企業(yè)研究的方向?！坝捎诳斐浼夹g(shù)的市場(chǎng)需求非常大，在最近這幾年里，涉及快充技術(shù)的包括了微宏動(dòng)力、寧德時(shí)代、銀隆新能源等多家動(dòng)力電池企業(yè)?！蔽⒑陝?dòng)力副總裁仝志明表示。
仝志明進(jìn)一步提到，只有實(shí)現(xiàn)“充電五分鐘，能跑一整天”的美好愿望，新能源汽車才有可能走進(jìn)千家萬(wàn)戶，甚至成為消費(fèi)者使用的主流汽車。
此外，對(duì)于新能源汽車制造商來(lái)說(shuō)，如何提高續(xù)航能力是其一直關(guān)注的焦點(diǎn)，快充技術(shù)作為提升續(xù)航能力的重要一環(huán)，能夠解決新能源汽車?yán)m(xù)航里程短的痛點(diǎn)，所以，快充技術(shù)必將成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)一個(gè)重要的發(fā)展方向。
據(jù)了解，特斯拉85千瓦時(shí)電池使用超級(jí)充電站（120KW）40分鐘可充80%，普通家用插座要24小時(shí)以上，微宏動(dòng)力LTO電池使用了快充技術(shù)，充滿相同電僅需15分鐘；而近期保時(shí)捷也開發(fā)出800V快速充電技術(shù)，能夠在15分鐘內(nèi)將Mission E 的電池充到 80%。
快充技術(shù)開始成為新能源汽車市場(chǎng)迎合消費(fèi)者的“套路”，也成為相關(guān)汽車企業(yè)營(yíng)銷的重要“賣點(diǎn)”。比如前面提到的保時(shí)捷Mission E，能夠在15分鐘內(nèi)將電池的電量充至 80%左右，成為最能打動(dòng)消費(fèi)者的性能之一。
盡管快充技術(shù)讓快速充電成為現(xiàn)實(shí)，充電時(shí)間大大縮減，但也在不斷的在挑戰(zhàn)著電池材料和電池設(shè)計(jì)的物理極限，甚至是威脅著電池的壽命。那么，快充技術(shù)到底是通過(guò)什么手段實(shí)現(xiàn)的呢？其背后有沒有什么隱患呢？
“光鮮亮麗”的背后
快充技術(shù)的核心就是在不影響電芯壽命和安全性的前提下，通過(guò)改變化學(xué)體系和設(shè)計(jì)的優(yōu)化，加速鋰離子在正負(fù)極移動(dòng)的速度。普通化學(xué)體系的電池在快充時(shí)負(fù)極會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的副產(chǎn)物，影響電芯的循環(huán)和穩(wěn)定性，還需匹配大功率充電器，所以不是所有電池都適合快充。
怎么解決這個(gè)“瓶頸”呢？業(yè)內(nèi)人士表示，一般的解決方案是，通過(guò)采用特殊設(shè)計(jì)的負(fù)極材料（如HC，SC，特殊處理的石墨）來(lái)使負(fù)極具有承受快充的能力。在快充時(shí)，正極只作為鋰離子源。只要負(fù)極可承受大電流，三元、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰都用于快充。
“目前常規(guī)的鋰電池都可實(shí)現(xiàn)快充，但電池容量會(huì)迅速衰減失效。而只有經(jīng)過(guò)特別設(shè)計(jì)的快充電池才能夠勝任電動(dòng)車的高強(qiáng)度使用，才具有商業(yè)上的意義?！辟谥久鹘忉尩?，快充有三種不同的實(shí)現(xiàn)形式：一是電壓不變，提高電流；二是電流不變，提升電壓；三是電壓和電流均提高。
仝志明介紹，目前微宏動(dòng)力推出的快充技術(shù)主要有三種，首先是鈦酸鋰電池，以鈦酸鋰代替石墨作為負(fù)極，實(shí)現(xiàn)快充和超長(zhǎng)壽命；其次是2013年，微宏在原有的基礎(chǔ)上把快充電池的能量密度提升了50%；而今又推出了第三代快充電池，能量密度再度提升50%。
值得注意的是，實(shí)現(xiàn)快充必須要解決充電時(shí)材料的微觀膨脹和崩塌、電解液的分解等問(wèn)題，而現(xiàn)階段大部分電芯廠是通過(guò)增大電流的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)快充的。因此在材料選擇上，一般會(huì)通過(guò)高倍率的負(fù)極材料來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如LTO這種特殊的負(fù)極材料。
總的來(lái)說(shuō)，快充就是在不斷地挑戰(zhàn)電池技術(shù)的材料和設(shè)計(jì)的物理極限，但同時(shí)也在威脅著電池的使用壽命和安全。眾所周知，快充給動(dòng)力電池最直接的影響就是發(fā)熱，那么快充帶來(lái)的發(fā)熱問(wèn)題會(huì)不會(huì)直接導(dǎo)致安全事故？
“快充造成電池的不可逆容量損失，續(xù)航變少，電池以及線路溫度升高，電池系統(tǒng)壽命降低等，長(zhǎng)期大倍功率使用快充技術(shù)，在極端的情況下很有可能導(dǎo)致安全事故。”蘇州金龍首席技術(shù)顧問(wèn)王世強(qiáng)提到。
王世強(qiáng)進(jìn)一步解釋道，目前20C的都有，比如電動(dòng)航模飛機(jī)，但是受充電設(shè)備，電池PACK和車輛高壓系統(tǒng)的影響，新能源汽車能夠穩(wěn)定3C充電已經(jīng)非常不容易。（所謂的20C就是3分鐘充滿電，3C就是15分鐘充75%的電）。
專家認(rèn)為，做好電池的管理系統(tǒng)也是快充技術(shù)的一部分，真正意義上的快充技術(shù)已經(jīng)匹配了解決散熱的設(shè)計(jì)。因此在電芯設(shè)計(jì)、pack設(shè)計(jì)上都很有講究，都需要解決溫度均衡的問(wèn)題。
而據(jù)公開資料顯示，目前歐洲的車輛設(shè)計(jì)均使用液冷和空調(diào)系統(tǒng)來(lái)解決電池的熱管理問(wèn)題，國(guó)內(nèi)最近主流車廠也在迅速把原有的風(fēng)冷或者自然冷卻方式升級(jí)為液冷，這也引領(lǐng)了新的技術(shù)趨勢(shì)。
“真正的快充技術(shù)就是能解決在快充時(shí)仍能保持超長(zhǎng)循環(huán)壽命的技術(shù)。目前最好的技術(shù)能夠在十分鐘充滿的情況下保持20000次循環(huán)壽命，相比傳統(tǒng)鋰電池在慢充狀態(tài)下的壽命還長(zhǎng)10倍?！辟谥久鞅硎?。
