“充電焦慮”和“裏程焦慮”是純電動汽車大規模產業化麵臨的一大障礙。在近日召開的2019世界新能源汽車大會上，一項名為“高比能快充鋰離子電池”的技術獲得了全球新能源汽車創新技術獎。

　　該技術突破了石墨體係不能快速充電的技術瓶頸，在保持高能量密度、高安全性
、長壽命等優點基礎上
，可在15分鍾內完成100%充電

，確保電動汽車300公裏的續航裏程。

　　這一技術的秘訣何在，如何能夠在實現電動車快速充電的同時

，也讓新能源用戶感受到類似手機一樣的“充電五分鍾
，通話兩小時”的便捷？

　　目前業界的快充方式均有弊端

　　zhongsuozhouzhi，duiyuchundiandongqicheeryan，dianchixitongdechongfangdianxingnengshijuedingcheliangshijishiyongxiaoguodezhongyaozhibiao。gaonengliangmiduhekuaisuchongdiannenglibujinshigedonglidianchichangshangbuduannulikaifadejishufangxiang
，gengshixinnengyuanjishudehexinlingyu。

　　“鋰離子電池又被稱為搖椅電池。”寧德時代新能源科技股份有限公司(以下簡稱寧德時代)科ke研yan項xiang目mu主zhu管guan程cheng曉xiao燕yan告gao訴su科ke技ji日ri報bao記ji者zhe
，搖yao椅yi的de兩liang端duan為wei電dian池chi的de兩liang極ji，鋰li離li子zi在zai搖yao椅yi的de兩liang端duan來lai回hui奔ben跑pao。充chong電dian時shi，鋰li離li子zi從cong電dian池chi的de正zheng極ji經jing過guo電dian解jie液ye移yi動dong到dao負fu極ji。作zuo為wei負fu極ji的de石shi墨mo呈cheng層ceng狀zhuang結jie構gou，鋰li離li子zi通tong過guo層ceng間jian嵌qian入ru到dao石shi墨mo中zhong,嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。

　　衡量電動車充電效率的一個關鍵指標是充放電倍率（C）。充放電倍率，可以簡單理解為充、放(fang)電(dian)的(de)速(su)率(lv)。鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)的(de)充(chong)放(fang)電(dian)倍(bei)率(lv)，決(jue)定(ding)了(le)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)以(yi)多(duo)快(kuai)的(de)速(su)度(du)

，將(jiang)一(yi)定(ding)的(de)能(neng)量(liang)存(cun)儲(chu)到(dao)電(dian)池(chi)裏(li)麵(mian)
，或(huo)者(zhe)以(yi)多(duo)快(kuai)的(de)速(su)度(du)，將(jiang)電(dian)池(chi)裏(li)麵(mian)的(de)能(neng)量(liang)釋(shi)放(fang)出(chu)來(lai)。例(li)如(ru)
，額(e)定(ding)容(rong)量(liang)為(wei)100安時的電池用20安放電時，其放電倍率為0.2C，所用的容量1小時放電完畢，稱為1C放電

；5小時放電完畢，則稱為0.2C放電。

　　業界普遍認為，電動汽車快充是指充電倍率大於1.6C的充電方式
，也就是從0%充電到80%時間小於30分鍾的技術。

　　gumingsiyi，yaosuoduanchongdianshijian，jiuyaobuduantigaochongfangdianbeilv。kuaichongjishudehexin，jiushitongguohuaxuetixiheshejiyouhua，jiasulilizizaizhengfujijianyidongdesudu。danshi
，zaiyanfakuaichongjishushiguangkaolvsuduhaibuxing。

　　kuaichongshi，lilizixuyaojiasushunshiqianrudaofuji。zheduifujikuaisujieshoulilizidenenglitiaozhanhenda。putonghuaxuetixidedianchi
，zaikuaichongshifujihuichuxianxilidengfuchanwu，yingxiangdianxindexunhuanhewendingxing，zhinengcaiyongkechengshoukuaichongdadianliudefujicailiaolaizuodaokuaichong。

　　程(cheng)曉(xiao)燕(yan)表(biao)示(shi)，目(mu)前(qian)業(ye)界(jie)為(wei)了(le)實(shi)現(xian)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)，普(pu)遍(bian)采(cai)用(yong)鈦(tai)酸(suan)鋰(li)和(he)無(wu)定(ding)形(xing)碳(tan)作(zuo)為(wei)負(fu)極(ji)活(huo)性(xing)材(cai)料(liao)，但(dan)是(shi)鈦(tai)酸(suan)鋰(li)和(he)無(wu)定(ding)形(xing)碳(tan)在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)均(jun)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)的(de)存(cun)在(zai)能(neng)量(liang)密(mi)度(du)嚴(yan)重(zhong)不(bu)足(zu)、成本高的缺陷，常規增加導電材料用量的設計
，也會影響電芯的能量密度。“近(jin)年(nian)來(lai)，部(bu)分(fen)廠(chang)商(shang)開(kai)始(shi)探(tan)索(suo)將(jiang)石(shi)墨(mo)作(zuo)為(wei)活(huo)性(xing)材(cai)料(liao)，但(dan)石(shi)墨(mo)在(zai)作(zuo)為(wei)快(kuai)充(chong)材(cai)料(liao)時(shi)麵(mian)臨(lin)的(de)難(nan)題(ti)是(shi)，如(ru)何(he)讓(rang)鋰(li)電(dian)子(zi)快(kuai)速(su)從(cong)正(zheng)極(ji)釋(shi)放(fang)出(chu)來(lai)，再(zai)快(kuai)速(su)從(cong)負(fu)極(ji)進(jin)去(qu)。”

　　程曉燕解釋說，石墨更像高速路，雖然能量密度更高
，但鋰電子隻能順序通過。

　　也就是說，石墨並非天生適合於快充技術的材質。“但我們用技術突破了材質本身瓶頸
，它的殺手鐧就是‘快離子環’和‘超電子網’。”程曉燕感歎道。

　　快離子環和超電子網讓充電加速

　　“我們以石墨作為負極主材，創新性運用孔道優化和‘快離子環’jishu，zaishimobiaomiandazaoyiquangaosutongdao，shililizinengkuaisuqianrushimoderenheweizhi，dadatigaolilizizaishimofujideqianrusudu，bingqie，xiushihoudeshimojianguchaojikuaichonghegaonengliangmidudetexing，buhuizaikuaichongshizaifujihuichuxianfuchanwu，yingxiangdianxindexunhuanhewendingxing。”程曉燕說。

　　此外
，技術團隊開發了“超電子網”技術修飾正極材料，結合正負極極片的晶體取向和容量過量係數等設計參數調配
，優化電解液

、正負極的動力學性能，使化學體係和電池設計參數達到最優匹配。

　　“通俗來講，‘快離子環’和‘超電子網’分別作用於負極和正極，為大量鋰離子同時湧入負極建立快速通道，提高鋰離子擴散速率。”程曉燕說。

　　此(ci)外(wai)
，在(zai)機(ji)械(xie)件(jian)設(she)計(ji)方(fang)麵(mian)，該(gai)團(tuan)隊(dui)創(chuang)造(zao)性(xing)地(di)對(dui)電(dian)池(chi)單(dan)體(ti)頂(ding)蓋(gai)進(jin)行(xing)簡(jian)化(hua)設(she)計(ji)，將(jiang)電(dian)極(ji)端(duan)子(zi)設(she)置(zhi)到(dao)頂(ding)蓋(gai)板(ban)側(ce)麵(mian)並(bing)減(jian)小(xiao)端(duan)子(zi)厚(hou)度(du)，顯(xian)著(zhu)降(jiang)低(di)內(nei)阻(zu)
，有(you)效(xiao)控(kong)製(zhi)快(kuai)充(chong)發(fa)熱(re)量(liang)
，保(bao)證(zheng)快(kuai)充(chong)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)同(tong)時(shi)提(ti)高(gao)5%以上能量密度。

　　“我們的快充技術具備4C—5C快充能力，實現10—15分fen鍾zhong快kuai速su充chong電dian，與yu鈦tai酸suan鋰li負fu極ji的de快kuai充chong體ti係xi相xiang比bi，具ju有you明ming顯xian的de能neng量liang密mi度du和he成cheng本ben優you勢shi，與yu行xing業ye內nei同tong樣yang用yong石shi墨mo作zuo負fu極ji的de其qi他ta快kuai充chong技ji術shu相xiang比bi

，保bao持chi同tong等deng電dian池chi能neng量liang密mi度du條tiao件jian下xia，能neng提ti高gao20%—30%充電速度，並具有更好的循環和耐候性能。”程曉燕說。

　　已成功應用於5000多台大巴

　　目前
，寧德時代研發的以快充石墨為負極主材的超級鐵鋰快充電池，已經應用在超過5000台電動大巴上，大巴運行狀態良好

，得到整車企業和公交用戶的好評，該電池也被交通部評為“新能源公交最佳口碑電池”。

　　該電池除了能量密度有較大優勢
，在循環壽命方麵
，以應用工況較為苛刻的公交車為例，平均每天滿充滿放次數約2次


，粗算下來，滿足8年運營需求，電池循環需要5600次以上。超級鐵鋰電池電芯循環壽命則可達10000次
，不僅能完全滿足電動車運營需求，電動車退役後還可用於儲能等梯次利用，創造更多經濟價值。

　　“為了確保快充電芯的安全可靠性，我們還開發了專門的技術來識別化學體係在不同溫度和SOC狀態下的‘健康充電區間’, 然後在這個‘健康充電區間’範圍內進行快充，就可以既實現快速充電，又可以不讓電池受到快充的損害

，做到快充
、長循環和安全可靠性兼顧。”程曉燕表示。

　　naihouxingfangmian
，weimanzubeifangdongtiandiwenchongdianhenanfangxiatiangaowengongkuangdeyaoqiu
，jishutuanduizhuanmenkaifalegaoxiaoreguanlixitong
，quebaodianchichuyuhelidewenduqujian。diwenshikekuaisuweidianxinjiare
，wendudadaoyaoqiujikekaiqikuaichongmoshi；高溫時，係統會給電芯降溫，真正做到“全氣候”的快充。

　　“我們正在開發單體能量密度大於160瓦時每千克的2C—2.5C高能量密度長壽命（循環大於6000次）快充鐵鋰電池，預計2019年年底量產。本技術同時向三元體係乘用車應用與發展，已實現350公裏續航，15分鍾內完成充電。”程曉燕說，公司還計劃在未來1—2年內推出能量密度高達255瓦時每千克的三元動力電池產品，可在18分鍾內完成快速充電。