中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：新車上市，當(dāng)然我說(shuō)的是電動(dòng)汽車，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)這樣的介紹：“快速充電，半小時(shí)充電80%，續(xù)航200公里，完全解決你的里程焦慮!”快充，商用車用來(lái)提升設(shè)備使用效率，乘用車用來(lái)解決里程焦慮，不斷逼近“加一箱油”的時(shí)間。大有成為標(biāo)配的趨勢(shì)。今天就一塊兒來(lái)挖一挖快充方法，捎帶挖一挖方法的由來(lái)。
充電多快可以叫“快充”?
我們充電的基本訴求：
1)充電要快;
2)不要影響我電芯壽命;
3)盡量省錢，充電機(jī)放出來(lái)多少電，盡量都充到我的電池里。
那么多快就可以叫快充了呢?并沒(méi)有什么標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)給出具體數(shù)值，我們暫且參考知名度最高的補(bǔ)貼政策中提及的數(shù)值門檻。下表是新能源客車2017年補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)?？梢钥吹剑斐涞娜腴T級(jí)是3C。實(shí)際上，在乘用車的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)中，沒(méi)有提及快充的要求。從一般乘用車的宣傳資料中，可以看到，大家一般認(rèn)為30分鐘充滿80%已經(jīng)可以作為快充的噱頭，拿出來(lái)宣傳了，那么姑且認(rèn)為乘用車的1.6C就可以是入門級(jí)快充參考值。按照這個(gè)思路，宣傳15分鐘充滿80%的，相當(dāng)于3.2C。
快充的瓶頸在哪里?
在快充這個(gè)語(yǔ)境里，相關(guān)方按照物理主體分，包括電池、充電機(jī)、配電設(shè)施。
我們討論快充，直接的想到電池會(huì)不會(huì)有問(wèn)題。實(shí)際上，在電池有問(wèn)題之前，首先是充電機(jī)，配電線路的問(wèn)題。我們提到特斯拉的充電樁，其名曰超級(jí)充電樁，它的功率是120kW。按照特斯拉Model S85D的參數(shù)，96s75p，232.5Ah，最高403V計(jì)算，其1.6C對(duì)應(yīng)最大需求功率為149.9kW。從這里就可以看到，對(duì)于長(zhǎng)續(xù)航純電動(dòng)車型，1.6C或者說(shuō)30分鐘充滿80%已經(jīng)對(duì)充電樁構(gòu)成考驗(yàn)。
在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，不允許在原來(lái)的居民用電網(wǎng)絡(luò)中直接直接設(shè)置充電站。1臺(tái)快充樁的用電功率就已經(jīng)超出幾十戶居民的用電量。因此，充電站都需要單獨(dú)設(shè)置10kV變壓器，而一個(gè)區(qū)域的配電網(wǎng)絡(luò)并非都有余量增加更多的10kV變電站。
然后說(shuō)道電池。電池是否能夠承載1.6C或者3.2C的充電要求，可以從宏觀和微觀兩個(gè)角度來(lái)看待。
宏觀上的快速充電理論
之所以這節(jié)的題目叫做“宏觀上的快速充電理論”，是因?yàn)橹苯記Q定電池快速充電能力的是鋰電池內(nèi)部正負(fù)極材料性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)，電解液成分、添加劑，隔膜性質(zhì)等等，這些微觀層面的內(nèi)容，我們暫時(shí)放在一邊，站在電池外邊，看鋰電池快速充電的方法。
鋰電池存在最優(yōu)充電電流
1972 年美國(guó)科學(xué)家J.A. Mas 提出蓄電池在充電過(guò)程中存在最佳充電曲線和他的馬斯三定律，需要注意的是，這個(gè)理論是針對(duì)鉛酸蓄電池提出的，其界定最大可接受充電電流的邊界條件是少量副反應(yīng)氣體的產(chǎn)生，顯然這個(gè)條件與具體的反應(yīng)類型有關(guān)。
但系統(tǒng)存在最優(yōu)解的思想，卻是放之四海而皆準(zhǔn)的。具體到鋰電池，界定其最大可接受電流的邊界條件可以重新定義?；谝恍┭芯课墨I(xiàn)的結(jié)論，其最優(yōu)值仍然是類似馬斯定律的曲線趨勢(shì)。
值得注意的是，鋰電池的最大可接受充電電流的邊界條件，除了需要考慮鋰電池單體的因素，還需要考慮系統(tǒng)級(jí)別的因素，比如散熱能力不同，系統(tǒng)的最大可接受充電電流是不同的。然后我們暫且以這樣的基礎(chǔ)繼續(xù)向下討論。
馬斯定理的公式描述：
I =I0*e^αt
式中;I0為電池初始充電電流;α 為充電接受率;t 為充電時(shí)間。I0和α 的值與電池類型、結(jié)構(gòu)和新舊程度有關(guān)。
現(xiàn)階段對(duì)電池充電方法的研究主要是基于最佳充電曲線來(lái)開(kāi)展的。如下圖所示，如果充電電流超過(guò)這條最佳充電曲線，不但不能提高充電速率，而且會(huì)增加電池的析氣量;如果小于此最佳充電曲線，雖然不會(huì)對(duì)電池造成傷害，但是會(huì)延長(zhǎng)充電時(shí)間，降低充電效率。
對(duì)這個(gè)理論的闡述包含三個(gè)層次，是為馬斯三定律：
①對(duì)于任何給定的放電電流， 蓄電池充電時(shí)的電流接受比α 與電池放出的容量平方根成反比;
② 對(duì)于任何給定的放電量，α與放電電流Id 的對(duì)數(shù)成正比;
③蓄電池在以不同的放電率放電后， 其最終的允許充電電流It ( 接受能力) 是各個(gè)放電率下的允許充電電流的總和。
以上定理，也是充電接受能力這個(gè)概念的來(lái)源。先理解一下什么是充電接受能力。找了一圈，沒(méi)有看到統(tǒng)一官方的定義。按照自己的理解，充電接受能力就是在特定環(huán)境條件下，具備一定荷電量的可充電電池充電的最大電流?？梢越邮艿暮x是不會(huì)產(chǎn)生不應(yīng)有的副反應(yīng)，不會(huì)對(duì)電芯的壽命和性能造成不良影響。
進(jìn)而理解一下三定律。第一定律，在電池放出一定電量以后，其充電接受能力與當(dāng)前荷電量有關(guān)，荷電量越低，其充電接受能力越高。第二定律，充電過(guò)程中，出現(xiàn)脈沖放電，有助于幫助電池提高實(shí)時(shí)的可接受電流值;第三定律，充電接受能力會(huì)受到充電時(shí)刻以前的充放電情況的疊加影響。
如果馬斯理論也適用于鋰電池，則反向脈沖充電(下文中具體名稱為Reflex 快速充電法)除了可以用去極化的角度解釋其對(duì)溫升抑制有幫助以外，馬斯理論也作為對(duì)脈沖方法的支撐。而更進(jìn)一步的，真正將馬斯理論全盤運(yùn)用的，是智能充電方法，即跟蹤電池參數(shù)，使得充電電流值始終因循鋰電池的馬斯曲線變化，使得在安全邊界以內(nèi)，充電效率達(dá)到最大化。
常見(jiàn)快速充電方法
鋰電池的充電方法有很多種，針對(duì)快速充電的要求，其主要方法包括脈沖充電、Reflex 充電，和智能充電。不同的電池類型，其適用的充電方式也不完全相同，在方法這節(jié)不做具體區(qū)分。
脈沖充電
這是來(lái)自文獻(xiàn)中的一個(gè)脈沖充電方式，其脈沖階段設(shè)置在充電觸及上限電壓4.2V以后，并在4.2V以上持續(xù)進(jìn)行。暫且不提其具體參數(shù)設(shè)置的合理性，不同類型電芯存在差異。我們關(guān)注一下脈沖實(shí)施過(guò)程。
下面是脈沖充電曲線，主要包括三個(gè)階段：預(yù)充、恒流充電和脈沖充電。在恒流充電過(guò)程中以恒定電流對(duì)電池進(jìn)行充電，部分能量被轉(zhuǎn)移到電池內(nèi)部。當(dāng)電池電壓上升到上限電壓(4.2 V)時(shí)，進(jìn)入脈沖充電模式：用1 C 的脈沖電流間歇地對(duì)電池充電。在恒定的充電時(shí)間Tc內(nèi)電池電壓會(huì)不斷升高，充電停止時(shí)電壓會(huì)慢慢下降。當(dāng)電池電壓下降到上限電壓(4.2 V)后，以同樣的電流值對(duì)電池充電，開(kāi)始下一個(gè)充電周期，如此循環(huán)充電直到電池充滿。
在脈沖充電過(guò)程中，電池電壓下降速度會(huì)漸漸減慢，停充時(shí)間T0會(huì)變長(zhǎng)，當(dāng)恒流充電占空比低至5%～10%時(shí)，認(rèn)為電池已經(jīng)充滿，終止充電。與常規(guī)充電方法相比，脈沖充電能以較大的電流充電，在停充期電池的濃差極化和歐姆極化會(huì)被消除，使下一輪的充電更加順利地進(jìn)行，充電速度快、溫度的變化小、對(duì)電池壽命影響小，因而目前被廣泛使用。但其缺點(diǎn)很明顯：需要一個(gè)有限流功能的電源，這增加了脈沖充電方式的成本。
間歇充電法
鋰電池間歇充電法包括變電流間歇充電法和變電壓間歇充電法。
1)變電流間歇充電法
變電流間歇充電法是由廈門大學(xué)陳體銜教授提出來(lái)的，它的特點(diǎn)是將恒流充電改為限壓變電流間歇充電。如下圖所示，變電流間歇充電法的第一階段，先采用較大電流值對(duì)電池充電，在電池電壓達(dá)到截止電壓V0時(shí)停止充電，此時(shí)電池電壓急劇下降。保持一段停充時(shí)間后，采用減小的充電電流繼續(xù)充電。當(dāng)電池電壓再次上升到截止電壓V0時(shí)停止充電，如此往復(fù)數(shù)次(一般約為3～4 次)充電電流將減小設(shè)定的截止電流值。然后進(jìn)入恒電壓充電階段，以恒定電壓對(duì)電池充電直到充電電流減小到下限值，充電結(jié)束。
變電流間歇充電法的主充階段在限定充電電壓條件下，采用了電流逐漸減小的間歇方式加大了充電電流，即加快了充電過(guò)程，縮短了充電時(shí)間。但是這種充電模式電路比較復(fù)雜、造價(jià)高，一般只有在大功率快充時(shí)才考慮采用。
2)變電壓間歇充電
在變電流間歇充電法的基礎(chǔ)上，有人又研究了變電壓間歇充電法。兩者的差異就在于第一階段的充電過(guò)程，將間歇恒流換成間歇恒壓。比較上面圖(a)和圖 (b)，可見(jiàn)恒壓間歇充電更符合最佳充電的充電曲線。在每個(gè)恒壓充電階段，由于電壓恒定，充電電
流自然按照指數(shù)規(guī)律下降，符合電池電流可接受率隨著充電的進(jìn)行逐漸下降的特點(diǎn)。
Reflex 快速充電法
Reflex 快速充電方法，又被稱為反射充電方法或“打嗝”充電方法。該方法的每個(gè)工作周期包括正向充電、反向瞬間放電和停充3 個(gè)階段。它在很大的程度上解決了電池極化現(xiàn)象，加快了充電速度。但是反向放電會(huì)縮短鋰電池壽命。
如上圖 所示，在每個(gè)充電周期中，先采用2 C 的電流充電時(shí)間為10 s 的Tc，然后停充時(shí)間為0.5 s的Tr1，反向放電時(shí)間為1 s 的Td，停充時(shí)間為0.5 s 的Tr2，每個(gè)充電循環(huán)時(shí)間為12 s。隨著充電的進(jìn)行，充電電流會(huì)逐漸變小。
智能充電法
智能充電是目前較先進(jìn)的充電方法，如下圖所示，其主要原理是應(yīng)用du/dt 和di /dt 控制技術(shù)，通過(guò)檢查電池電壓和電流的增量來(lái)判斷電池充電狀態(tài)，動(dòng)態(tài)跟蹤電池可接受的充電電流，使充電電流自始自終在電池可接受的最大充電曲線附近。這類智能方法，一般結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制等先進(jìn)算法技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)優(yōu)化。
充電方式對(duì)充電速率影響的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
文獻(xiàn)比較了恒流充電方法和一種反向脈沖充電。恒流充電就是整個(gè)充電過(guò)程中以恒定不變的電流對(duì)電池進(jìn)行充電充。恒流充電初期，可以有大電流充電，但隨著時(shí)間的推移，極化電阻逐漸顯現(xiàn)并增加，造成更多的能量轉(zhuǎn)化成熱量，消耗掉并使得電池溫度逐漸上升。
恒流充電與脈沖充電的比較
脈沖充電方法，是以一段時(shí)間的充電之后，出現(xiàn)短暫的反向充電電流。其基本形式如下圖所示。充電過(guò)程中夾雜短暫的放電脈沖，起到去極化的作用，降低極化電阻在充電過(guò)程中造成的影響。
有研究專門對(duì)比了脈沖充電與恒流充電的效果差異性。取平均電流為1C，2C，3 C 和4C(C 為電池額定容量數(shù)值) ， 分別做了4 組對(duì)比實(shí)驗(yàn)，通過(guò)電池充完后放出的電量來(lái)衡量實(shí)際充入的電量下。圖為充電電流為2C 時(shí)脈沖充電的電流及電池端電壓波形。表1 為恒流脈沖充電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。脈沖周期為1s，正脈沖時(shí)間為0.9s， 負(fù)脈沖時(shí)間為0.1s。
Ichav 為充電平均電流，Qin為充入電量;Qo為放出電量，η為效率。
從上表中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看到，恒流充電與脈沖充電效率近似，脈沖略低于恒流，但充入電池的總電量，脈沖方式明顯多于恒流方式。
不同脈沖占空比對(duì)脈沖充電的影響
脈沖充電中的負(fù)電流放電時(shí)間對(duì)充電快慢有，一定影響， 放電時(shí)間越長(zhǎng)， 充電越慢; 保持相同平均電流充電時(shí)， 放電時(shí)間越長(zhǎng)。從下表可以看出，不同占空比對(duì)效率和充入電量有明確的影響趨勢(shì)，但數(shù)值差異不是很大。與此相關(guān)的，還有兩個(gè)重要參數(shù)，充電時(shí)間和溫度沒(méi)有顯示。
因此，選擇脈沖充電優(yōu)于持續(xù)恒流充電，具體選擇占空比，則需要重點(diǎn)考慮電池溫升和充電時(shí)間訴求。
每一種鋰電池在不同狀態(tài)參數(shù)和環(huán)境參數(shù)下都存在一個(gè)最優(yōu)充電電流值，那么，從電池結(jié)構(gòu)上看，影響這個(gè)最優(yōu)充電值的因素都有哪些。
充電的微觀過(guò)程
鋰電池被稱為“搖椅型”電池，帶電離子在正負(fù)極之間運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移，給外部電路供電或者從外部電源充電。具體的充電過(guò)程中，外電壓加載在電池的兩極，鋰離子從正極材料中脫嵌，進(jìn)入電解液中，同時(shí)產(chǎn)生多余電子通過(guò)正極集流體，經(jīng)外部電路向負(fù)極運(yùn)動(dòng);鋰離子在電解液中從正極向負(fù)極運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)隔膜到達(dá)負(fù)極;經(jīng)過(guò)負(fù)極表面的SEI膜嵌入到負(fù)極石墨層狀結(jié)構(gòu)中，并與電子結(jié)合。
在整個(gè)離子和電子的運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)電荷轉(zhuǎn)移產(chǎn)生影響的電池結(jié)構(gòu)，無(wú)論電化學(xué)的還是物理的，都將對(duì)快速充電性能產(chǎn)生影響。
快充，對(duì)電池各部分的要求
對(duì)于電池來(lái)說(shuō)，如果要提升功率性能，需要在電池整體的各個(gè)環(huán)節(jié)中都下功夫，主要包括正極、負(fù)極、電解液、隔膜和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。
正極
實(shí)際上，各種正極材料幾乎都可以用來(lái)制造快充型電池，主要需要保證的性能包括電導(dǎo)(減少內(nèi)阻)、擴(kuò)散(保證反應(yīng)動(dòng)力學(xué))、壽命(不需要解釋)、安全(不需要解釋)、適當(dāng)?shù)募庸ば阅?比表面積不可太大，減少副反應(yīng)，為安全服務(wù))。當(dāng)然，對(duì)于每種具體材料要解決的問(wèn)題可能有所差異，但是我們一般常見(jiàn)的正極材料都可以通過(guò)一系列的優(yōu)化來(lái)滿足這些要求，但是不同材料也有所區(qū)別：
A、磷酸鐵鋰可能更側(cè)重于解決電導(dǎo)、低溫方面的問(wèn)題。進(jìn)行碳包覆，適度納米化(注意，是適度，絕對(duì)不是越細(xì)越好的簡(jiǎn)單邏輯)，在顆粒表面處理形成離子導(dǎo)體都是最為典型的策略。
B、三元材料本身電導(dǎo)已經(jīng)比較好，但是其反應(yīng)活性太高，因此三元材料少有進(jìn)行納米化的工作(納米化可不是什么萬(wàn)金油式的材料性能提升的解藥，尤其是在電池領(lǐng)域中有時(shí)還有好多反作用)，更多在注重安全性和抑制(與電解液的)副反應(yīng)，畢竟目前三元材料的一大命門就在于安全，近來(lái)的電池安全事故頻發(fā)也對(duì)此方面提出了更高的要求。
C、錳酸鋰是則對(duì)于壽命更為看重，目前市面上也有不少錳酸鋰系的快充電池。
負(fù)極
鋰離子電池充電的時(shí)候，鋰向負(fù)極遷移。而快充大電流帶來(lái)的過(guò)高電位會(huì)導(dǎo)致負(fù)極電位更負(fù)，此時(shí)負(fù)極迅速接納鋰的壓力會(huì)變大，生成鋰枝晶的傾向會(huì)變大，因此快充時(shí)負(fù)極不僅要滿足鋰擴(kuò)散的動(dòng)力學(xué)要求，更要解決鋰枝晶生成傾向加劇帶來(lái)的安全性問(wèn)題，所以快充電芯實(shí)際上主要的技術(shù)難點(diǎn)為鋰離子在負(fù)極的嵌入。
A、目前市場(chǎng)上占有統(tǒng)治地位的負(fù)極材料仍然是石墨(占市場(chǎng)份額的90%左右)，根本原因無(wú)他——便宜(你們天天嫌電池貴，嘆號(hào)!)，以及石墨綜合的加工性能、能量密度方面都比較優(yōu)秀，缺點(diǎn)相對(duì)較少。石墨負(fù)極當(dāng)然也有問(wèn)題，其表面對(duì)于電解液較為敏感，鋰的嵌入反應(yīng)帶有強(qiáng)的方向性，因此進(jìn)行石墨表面處理，提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，促進(jìn)鋰離子在基上的擴(kuò)散是主要需要努力的方向。
B、硬碳和軟碳類材料近年來(lái)也有不少的發(fā)展：硬碳材料嵌鋰電位高，材料中有微孔因此反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性能良好;而軟碳材料與電解液相容性好，MCMB材料也很有代表性，只是硬軟碳材料普遍效率偏低，成本較高(而且想像石墨一樣便宜恐怕從工業(yè)角度上看希望不大)，因此目前用量遠(yuǎn)不及石墨，更多用在一些特種電池上。
C、有人會(huì)問(wèn)筆者鈦酸鋰如何。簡(jiǎn)單說(shuō)一下：鈦酸鋰的優(yōu)點(diǎn)是功率密度高，較安全，缺點(diǎn)也明顯，能量密度很低，按Wh計(jì)算成本很高。因此作者對(duì)于鈦酸鋰電池的觀點(diǎn)一直是：是一種有用的在特定場(chǎng)合下有優(yōu)勢(shì)的技術(shù)，但是對(duì)于很多對(duì)成本、續(xù)航里程要求較高的場(chǎng)合并不太適用。
D、硅負(fù)極材料是重要的發(fā)展方向，松下的新型18650電池已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)此類材料的商用進(jìn)程。但是如何在納米化追求性能與電池工業(yè)對(duì)于材料的一般微米級(jí)的要求方面達(dá)到一個(gè)平衡，仍是比較有挑戰(zhàn)性的工作。
隔膜
對(duì)于功率型電池，大電流工作對(duì)其安全、壽命上提供了更高的要求。隔膜涂層技術(shù)是繞不開(kāi)的，陶瓷涂層隔膜因?yàn)槠涓甙踩?、可以消耗電解液中雜質(zhì)等特性正在迅速推開(kāi)，尤其對(duì)于三元電池安全性的提升效果格外顯著。陶瓷隔膜目前主要使用的體系是把氧化鋁顆粒涂布在傳統(tǒng)隔膜表面，比較新穎的做法是將固態(tài)電解質(zhì)纖維涂在隔膜上，這樣的隔膜的內(nèi)阻更低，纖維對(duì)于隔膜的力學(xué)支撐效果更優(yōu)，而且在服役過(guò)程中其堵塞隔膜孔的傾向更低。涂層以后的隔膜，穩(wěn)定性好，即使溫度比較高，也不容易收縮變形導(dǎo)致短路，清華大學(xué)材料學(xué)院南策文院士課題組技術(shù)支持的江蘇清陶能源公司在此方面就有一些代表性的工作，隔膜如下圖所示。
涂布固態(tài)電解質(zhì)纖維的隔膜
電解液
電解液對(duì)于快充鋰離子電池的性能影響很大。要保證電池在快充大電流下的穩(wěn)定和安全性，此時(shí)電解液要滿足以下幾個(gè)特性：A)不能分解，B)導(dǎo)電率要高，C)對(duì)正負(fù)極材料是惰性的，不能反應(yīng)或溶解。如果要達(dá)到這幾個(gè)要求，關(guān)鍵要用到添加劑和功能電解質(zhì)。比如三元快充電池的安全受其影響很大，必須向其中加入各種抗高溫類、阻燃類、防過(guò)充電類的添加劑保護(hù)，才能一定程度上提高其安全性。而鈦酸鋰電池的老大難問(wèn)題，高溫脹氣，也得靠高溫功能型電解液改善。
電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
典型的一個(gè)優(yōu)化策略就是疊層式VS卷繞式，疊層式電池的電極之間相當(dāng)于是并聯(lián)關(guān)系，卷繞式則相當(dāng)于是串聯(lián)，因此前者內(nèi)阻要小的多，更適合用于功率型場(chǎng)合。另外也可以在極耳數(shù)目上下功夫，解決內(nèi)阻和散熱問(wèn)題。此外使用高電導(dǎo)的電極材料、使用更多的導(dǎo)電劑、涂布更薄的電極也都是可以考慮的策略。
總之，影響電池內(nèi)部電荷移動(dòng)和嵌入電極孔穴速率的因素，都會(huì)影響鋰電池快速充電能力。
主流廠家快充技術(shù)路線概覽
CATL
對(duì)于正極，寧德時(shí)代開(kāi)發(fā)了“超電子網(wǎng)”技術(shù)，使得磷酸鐵鋰具有優(yōu)異的電子導(dǎo)電性能;在負(fù)極石墨表面，采用了“快離子環(huán)”技術(shù)修飾，修飾后的石墨兼顧超級(jí)快充和高能量密度的特性，快充時(shí)負(fù)極不再出現(xiàn)過(guò)量副產(chǎn)物，使其具備4-5C快充能力，實(shí)現(xiàn)10-15分鐘快充充電，并能保證系統(tǒng)級(jí)別70wh/kg以上的能量密度，實(shí)現(xiàn)10000次的循環(huán)壽命(話說(shuō)這個(gè)壽命蠻高的)。熱管理方面，其熱管理系統(tǒng)，充分識(shí)別固定化學(xué)體系在不同溫度和SOC下的“健康充電區(qū)間”，極大拓寬鋰電池的運(yùn)營(yíng)溫度。
沃特瑪
沃特瑪最近不太好，咱們只論技術(shù)。沃特瑪使用的粒徑更小的磷酸鐵鋰，目前市場(chǎng)上普遍的磷酸鐵鋰粒徑在300~600nm之間，而沃特瑪只用100~300nm的磷酸鐵鋰，這樣鋰離子將擁有更快的遷移速度，能夠更大倍率的電流進(jìn)行充放電。在電池以外的系統(tǒng)上，加強(qiáng)以熱管理系統(tǒng)和系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)。
微宏動(dòng)力
早期，微宏動(dòng)力選擇了能承受快充大電流、具有尖晶石結(jié)構(gòu)的鈦酸鋰+多孔復(fù)合碳做負(fù)極材料;為了避免快充時(shí)高功率電流對(duì)電池安全性造成的威脅，微宏動(dòng)力結(jié)合不燃燒電解液、高孔隙率高透氣性隔膜技術(shù)以及STL智能熱控流體技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)電池快充時(shí)保障電池的安全性。
2017年，其發(fā)布了新一代高能量密度電池，采用高容量高功率錳酸鋰正極材料，單體能量密度達(dá)到170wh/kg，實(shí)現(xiàn)15分鐘快充，目標(biāo)定位于兼顧壽命和安全問(wèn)題。
珠海銀隆
鈦酸鋰負(fù)極，寬工作溫度范圍和大充放電倍率著稱，具體技術(shù)方案，沒(méi)有明確資料顯示。展會(huì)上與工作人員交談，據(jù)稱其快充已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)10C，壽命20000次。
快充技術(shù)的未來(lái)
電動(dòng)汽車快充技術(shù)，是歷史的方向還是曇花一現(xiàn)過(guò)眼云煙，其實(shí)現(xiàn)在眾說(shuō)紛紜，并沒(méi)有定論。作為解決里程焦慮的一個(gè)備選方案，它與電池能量密度和整體用車成本放在一個(gè)平臺(tái)去考量。
能量密度與快充性能，在同一只電池中，可以說(shuō)是不相容的兩個(gè)方向，不可兼得。電池能量密度的追求，目前看是主流。當(dāng)能量密度足夠高，一臺(tái)車裝載電量足夠大，足以避免所謂“里程焦慮”，電池倍率充電性能的需求就會(huì)降低;同時(shí)，電量大了，如果電池度電成本不夠低，那么是否要可丁可卯的購(gòu)買足以“不焦慮”的電量，就需要消費(fèi)者做出選擇，這么一想，快充就有存在的價(jià)值。另外一個(gè)角度，就是昨天提到的快充配套設(shè)施成本，這當(dāng)然是整個(gè)社會(huì)推電動(dòng)化的成本的一部分。
一句站著不腰疼的話總結(jié)陳詞，快充技術(shù)是否能夠得到大面積推廣，能量密度和快充技術(shù)誰(shuí)發(fā)展的快，兩個(gè)技術(shù)誰(shuí)降成本降得狠，可能對(duì)其未來(lái)前途起到相當(dāng)?shù)臎Q定性作用。
