談到新能源汽車(chē)自然就會(huì)談到動(dòng)力電池，而電池這個(gè)東西對(duì)于我們大多數(shù)人來(lái)說(shuō)又是個(gè)既熟悉又陌生的存在。熟悉的是電池存在于我們身邊方方面面的應(yīng)用之中，陌生的則是它的來(lái)龍去脈、脾氣秉性。而大規(guī)模應(yīng)用于新能源汽車(chē)的三元鋰離子則是一個(gè)不斷更新的電池體系，涉及了物理學(xué)與化學(xué)的諸多研究領(lǐng)域。這就使得人們對(duì)于鋰電池更加缺乏深入理性的了解，而這個(gè)系列文章將試圖將車(chē)載動(dòng)力電池的相關(guān)問(wèn)題做一個(gè)淺顯的介紹，希望能對(duì)朋友們有所幫助。

充電速度慢，特別是相對(duì)于燃油車(chē)幾分鐘加滿油箱的體驗(yàn)來(lái)說(shuō)落差過(guò)大，是當(dāng)前新能源車(chē)的一個(gè)重要痛點(diǎn)。而針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，很多宣傳中都將快充作為了車(chē)輛的一個(gè)重要指標(biāo)。快充確實(shí)能提升電動(dòng)車(chē)的使用便利性，但我們也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到快充同樣也帶來(lái)了一系列的問(wèn)題。

一、快充的問(wèn)題

對(duì)于充電，我們的要求其實(shí)很簡(jiǎn)單：快速、高效、安全。用通俗的話講就是不出危險(xiǎn)、不傷我電池的情況下盡可能快的充電，充電過(guò)程中也不要浪費(fèi)。而快充所包括的參與者則包括了電池、充電機(jī)和配套設(shè)施，那么討論快充自然離不開(kāi)這三個(gè)參與者。

1、快充倍率

首先，我們的先明確一下到底啥叫快充。行業(yè)里對(duì)于快充的定義并不是看具體的充電功率，而是依據(jù)一個(gè)叫充電倍率的指標(biāo)，單位是c。充電倍率通俗的說(shuō)就是一塊電池要用一小時(shí)的幾倍時(shí)間充滿，1小時(shí)充滿是1c、2小時(shí)充滿是0.5c而半小時(shí)充滿就是2c。按照早前的國(guó)際推薦標(biāo)準(zhǔn)，超過(guò)0.1c的倍率就可稱(chēng)之快充了。而在當(dāng)前的電動(dòng)汽車(chē)中，國(guó)家層面在商用車(chē)標(biāo)準(zhǔn)是3c，而乘用車(chē)則差不多在1.6c才能稱(chēng)之為快充。但目前乘用車(chē)的快充倍率在1c-1.2c左右。

所以，一輛帶電量60kwh、充電功率60kw的車(chē)和一輛帶電量40kwh、充電功率50kw的車(chē)相比，真的是50kw充電功率的車(chē)的快充能力更強(qiáng)。

2、快充的參與者

電池、充電機(jī)和配套設(shè)施，從實(shí)施難度上看充電機(jī)相對(duì)容易，而電池和配套設(shè)施方面則都面臨著令人頭疼的現(xiàn)狀。

充電樁

目前國(guó)內(nèi)外都有大功率快充樁的消息不斷傳來(lái)，而其自身的主要問(wèn)題其實(shí)不過(guò)是如何商業(yè)化、如何平衡成本。而更多的問(wèn)題則是什么樣的電池能承受這么大的充電倍率（目前乘用車(chē)最大帶電量也就100kwh，而500kw的充電帶來(lái)的將是5c的充電倍率），和如此大的突發(fā)用電功率如何做好電網(wǎng)配套。

電池

先說(shuō)鋰電池，這是一種比較新興的二次電池（也就是俗稱(chēng)的充電電池，是多次循環(huán)使用的；相對(duì)應(yīng)一次性的干電池則是一次電池），由于其相對(duì)適用于大倍率充放電的特性而廣泛應(yīng)用于當(dāng)前的新能源汽車(chē)領(lǐng)域。

而我們所需要的快充能力則就是建立在鋰電池的理化結(jié)構(gòu)特性的基礎(chǔ)上的，是有其內(nèi)在科學(xué)規(guī)律的，不可能憑空而來(lái)的“放衛(wèi)星”。鋰電池快充需要在在電池整體的各個(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。其中正極材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面目前是瓶頸最小的部分，而負(fù)極、隔膜、電解液這三者都在快充與安全、壽命等方面存在著嚴(yán)重的矛盾。

負(fù)極方面，而快充大電流帶來(lái)負(fù)極迅速接納鋰的壓力變大，進(jìn)而生成鋰枝晶的傾向變大。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)鋰離子在負(fù)極的嵌入。受限于成本目前仍以石墨為主。雖然石墨綜合的加工性能、能量密度方面都比較優(yōu)秀，但其表面對(duì)于電解液較為敏感的缺點(diǎn)也對(duì)快充時(shí)、特別是枝晶生長(zhǎng)造成隔膜破裂后的的電池安全造成了不利影響。

電解質(zhì)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，電解液要做到不能分解、導(dǎo)電率要高、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)。具體到三元鋰電池則必須向其中加入各種抗高溫類(lèi)、阻燃類(lèi)、防過(guò)充電類(lèi)的添加劑保護(hù)，才能一定程度上提高其安全性。

而隔膜則是隔離正負(fù)極、避免內(nèi)部短路的關(guān)鍵，而快充則對(duì)隔膜的安全性與壽命造型了相當(dāng)?shù)膲毫?。特別是近年來(lái)國(guó)內(nèi)有些企業(yè)因過(guò)度追求單體能量密度而大幅度的降低隔膜厚度，使得隔膜對(duì)于枝晶穿刺等的應(yīng)對(duì)能力出現(xiàn)了一定隱患。

需要注意的是有一種情況，枝晶的積累穿刺瀕臨界限甚至已經(jīng)產(chǎn)生了眾多的微短路，但其所產(chǎn)生的熱在慢慢提高電池溫度卻還未高到讓材料燃燒、產(chǎn)生的氣體也未足以撐破電池外殼。這時(shí)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，電池才會(huì)發(fā)生爆炸。這也是我們目前很難精確預(yù)報(bào)電池起火的原因之一。

電池充電中還有一個(gè)關(guān)系到用戶的實(shí)際利益問(wèn)題，就是快充會(huì)造成很大程度的“浮電”問(wèn)題，也就是我們常說(shuō)的快充后的電池不耐用。

所以在電池技術(shù)取得重大進(jìn)步前，電池在保證自身綜合性能平衡的前提下，快充性能不可能出現(xiàn)飛躍式的進(jìn)展。

配套設(shè)施

快充最重要的配套需求就是電網(wǎng)適配。無(wú)論的巨大的用電量還是突發(fā)用電功率都對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)構(gòu)成了重大的壓力，而總所周知電網(wǎng)的適配能力是非常有限的，不可能無(wú)限制的應(yīng)對(duì)發(fā)展越來(lái)越迅速、基數(shù)越來(lái)越龐大的新能源汽車(chē)的快充需求。

所以，快充是不可能成為主流充電形式的，“慢充為主、快充應(yīng)急”將是很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)的新能源車(chē)充電的主要生態(tài)。

二、充電的未來(lái)發(fā)展

其實(shí)我們追求快充的根本是對(duì)于電池車(chē)使用便利性的追求，而便利性提升的途徑并不僅僅是快充。

未來(lái)的充電很可能是由有線慢充、有線快充、無(wú)線慢充、無(wú)線快充、快速換電等形式，其中無(wú)線充電將與自動(dòng)駕駛技術(shù)深度融合。