[汽車(chē)之家 深評(píng)] 電動(dòng)汽車(chē)在使用中，消費(fèi)者最為擔(dān)心的還是充電時(shí)間和續(xù)航里程的問(wèn)題，在目前的技術(shù)水平下，充電時(shí)間與續(xù)航里程難以兼得，因此動(dòng)力電池也就發(fā)展出了兩條路線(xiàn)，一種是專(zhuān)注續(xù)航里程的比能量派，主要是通過(guò)不斷的提高鋰離子電池的比能量，從而增加電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程；第二種是專(zhuān)注減少充電時(shí)間的快充派，主要是通過(guò)改善鋰離子電池的快充性能，縮短電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間。隨著技術(shù)進(jìn)步和對(duì)鋰電池材料的深入研究，快充技術(shù)曾經(jīng)遇到的難題可能也會(huì)一一迎刃而解。
●《深評(píng)問(wèn)道》是什么？
《深評(píng)問(wèn)道》是汽車(chē)之家首個(gè)面向行業(yè)端用戶(hù)打造的節(jié)目，特約汽車(chē)行業(yè)資深從業(yè)者執(zhí)筆，獨(dú)家解析／揭秘行業(yè)大事件。除了熱鬧表象，我們更想向您呈現(xiàn)對(duì)事物本質(zhì)、因果以及未來(lái)可能性的探究和思考。
本期行業(yè)評(píng)論員——史晨星，獨(dú)立評(píng)論人&投資人，專(zhuān)注新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈投資并購(gòu)及投后管理，現(xiàn)任東旭集團(tuán)旭江科技總經(jīng)理。
30秒讀懂全文：
●綜合多方意見(jiàn)，可以定義充電倍率小于1.6C為慢充，1.6C-3C為小快充，3C以上為快充。
●不同技術(shù)路線(xiàn)的快充型動(dòng)力電池各有優(yōu)劣，適用不同的新能源產(chǎn)品。
●三元快充電池適合乘用車(chē)，鈦酸鋰等適合客車(chē)，鈦鈮氧化物或?qū)⑹强斐湫路较颉?br>●目前快充型電池主要在客車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用較多，未來(lái)快充型動(dòng)力電池的消費(fèi)結(jié)構(gòu)將會(huì)向用車(chē)、專(zhuān)用物流車(chē)偏移。
一、如何理解快充？
要理解快充，一個(gè)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)是逃不掉的——充放電倍率C，可以簡(jiǎn)單理解為充、放電的速率。鋰離子電池的充放電倍率，決定了我們可以用多快的速度，將一定的能量存儲(chǔ)到電池里面，或者以多快的速度，將電池里面的能量釋放出來(lái)。
根據(jù)2018年新能源汽車(chē)補(bǔ)貼政策，充電倍率小于3C的屬于非快充類(lèi)純電動(dòng)客車(chē)，充電倍率高于（含）3C則屬于快充類(lèi)純電動(dòng)客車(chē)類(lèi)。但快充的補(bǔ)貼劃分只針對(duì)新能源客車(chē)，無(wú)乘用車(chē)和物流車(chē)標(biāo)準(zhǔn)。
| 2018年快充類(lèi)純電動(dòng)客車(chē)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn) | |||||||
| 車(chē)輛類(lèi)型 |
中央財(cái)政補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn) （元/kWh） |
快充倍率 |
中央財(cái)政單車(chē)補(bǔ)貼上限（萬(wàn)元） | ||||
| 快充類(lèi)純電動(dòng)客車(chē) | 2100 | 3C-5C（含） | 5C-15C（含） | 15C以上 | 6＜L≤8m | 8＜L≤10m | L＞10m |
| 中央財(cái)政補(bǔ)貼調(diào)整系數(shù) | 4 | 8 | 13 | ||||
| 0.8 | 1 | 1.1 | |||||
根據(jù)業(yè)界及寧德時(shí)代的定義，電動(dòng)汽車(chē)快充是指充電電流大于1.6C的充電方式，也就是從0%充電到80%時(shí)間小于30分鐘的技術(shù)。筆者綜合多方意見(jiàn)，提出充電倍率小于1.6C為慢充，1.6C-3C為小快充，3C以上為快充。多數(shù)電動(dòng)乘用車(chē)都能達(dá)到“小快充”，快充型客車(chē)的充電倍率則大部分集中在3C-5C。
如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就像優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)健將，在搖椅的兩端來(lái)回奔跑。充電時(shí)，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，以供到達(dá)負(fù)極的鋰離子嵌入。嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。
快充時(shí)，鋰離子需要加速瞬時(shí)嵌入到負(fù)極。這對(duì)負(fù)極快速接收鋰離子的能力挑戰(zhàn)很大。普通化學(xué)體系的電池在快充時(shí)負(fù)極會(huì)出現(xiàn)副產(chǎn)物，影響電芯的循環(huán)和穩(wěn)定性。能量密度與功率密度，在同一只電池中可以說(shuō)是顧此失彼的兩個(gè)方向。
無(wú)論是國(guó)家政策導(dǎo)向還是企業(yè)技術(shù)布局，普遍追求高能量密度。當(dāng)動(dòng)力電池的能量密度足夠高，一臺(tái)車(chē)裝載電量足夠大，可以避免所謂“里程焦慮”，對(duì)于快速充電的需求就會(huì)降低。但是，電量大了，如果成本沒(méi)有降下來(lái)也很難被市場(chǎng)接受。因此，如果能在控制好電池成本的前提下，用便捷的充電能力+適用的續(xù)航里程，就能極大緩解用戶(hù)焦慮，這樣一來(lái)快充就有存在的價(jià)值。
二、不同技術(shù)路線(xiàn)電池的快充應(yīng)用前景
充電的快慢和動(dòng)力電池、充電樁、電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)、電網(wǎng)等整體技術(shù)和設(shè)計(jì)要求都息息相關(guān)，其中最大的影響因素還是在于電池。我們具體來(lái)討論不同類(lèi)型的動(dòng)力電池在快充技術(shù)方向上的應(yīng)用趨勢(shì)。各種正極材料幾乎都可以用來(lái)制造快充型電池，但適用性和優(yōu)劣各不相同。
1、三元快充型電池更適用于電動(dòng)乘用車(chē)
三元電池因其有較高的能量密度更受到重視，材料本身導(dǎo)電性能優(yōu)異，但反應(yīng)活性太高，因此對(duì)快充安全性提出了較大的挑戰(zhàn)。
三元電池快充體系的代表企業(yè)有寧德時(shí)代、比克等。寧德時(shí)代研發(fā)了“超導(dǎo)電子網(wǎng)”和“快離子環(huán)”技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)15分鐘內(nèi)SOC從5%充電到85%，能量密度190Wh/kg，循環(huán)壽命超過(guò)2500次，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槌擞密?chē)，預(yù)計(jì)2018年內(nèi)具有批量生產(chǎn)的能力。
比克今年5月最新推出的3.0高能芯通過(guò)引入硅系負(fù)極材料、高鎳正極材料，以及專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的電解液，其能量密度高達(dá)近250Wh/kg，可實(shí)現(xiàn)500公里超長(zhǎng)續(xù)航里程。通過(guò)充電策略設(shè)計(jì)，有效縮短充電時(shí)間，提高充電效率。在極端的應(yīng)急模式下，充電10分鐘可行駛60公里。
按照燃油車(chē)的使用習(xí)慣，要實(shí)現(xiàn)充電時(shí)間在10-20分鐘以?xún)?nèi)完全充滿(mǎn)電，充電倍率至少需要3-6C之間。目前市面上的純電動(dòng)乘用車(chē)大多數(shù)是半小時(shí)到1小時(shí)充滿(mǎn)80%電量，比以前兩三小時(shí)的充電時(shí)間已提升了不少，未來(lái)有望進(jìn)一步壓縮到20分鐘內(nèi)。
| 部分“小快充”車(chē)型列表 | ||||
| 車(chē)企 | 車(chē)型 | 工況續(xù)航里程 | 充電模式 | 快充時(shí)間 |
| 北汽新能源 | EU5 R550 | 520km | 慢／快充 | 30min充80% |
| 吉利 | 帝豪GSe | 353km | 慢／快充 | 30min充80% |
| 比亞迪 | 宋EV400 | 360km | 慢／快充 | 40min充80% |
| 江淮 | iEVA50 | 400km | 慢／快充 | 90min充80% |
| 長(zhǎng)安 | CS15EV | 300km | 慢／快充 | 45min充80% |
| 奇瑞 | 瑞虎3xe 480 | 400km | 慢／快充 | 30min充80% |
| 上汽 | 榮威Ei5 | 301km | 慢／快充 | 40min充80% |
| 制表：汽車(chē)之家行業(yè)評(píng)論員（據(jù)公開(kāi)資料整理） | ||||
2、磷酸鐵鋰快充乘商均可用
磷酸鐵鋰在快充領(lǐng)域不具有先天優(yōu)勢(shì)，從材料上看，磷酸鐵鋰材料的本征電導(dǎo)率比較低，僅為三元材料的百分之一，需要對(duì)磷酸鐵鋰材料進(jìn)行導(dǎo)電性?xún)?yōu)化才能滿(mǎn)足快充的需求。但磷酸鐵鋰的材料成本相對(duì)較低，結(jié)合成熟的技術(shù)背景及穩(wěn)定的產(chǎn)品性能，有較為廣泛的應(yīng)用前景，代表企業(yè)有寧德時(shí)代、沃特瑪?shù)取?/p>
| 主要企業(yè) |
技術(shù)路線(xiàn) | 單體能量密度 | 裝配車(chē)型充電倍率 |
| 寧德時(shí)代 | 正極“超電子網(wǎng)”技術(shù)：采用涂碳鋁箔，降低接觸內(nèi)阻，提升正極材料電子傳輸能力；負(fù)極“快離子環(huán)”技術(shù)：采用不同石墨負(fù)極顆?；旌希^高的孔隙率使保液量增大，離子通道更多，傳輸更快，倍率更好。 | 150Wh/kg | 3-5C |
| 沃特瑪 | 正極使用粒徑100~300nm磷酸鐵鋰材料，使鋰離子擁有更快的遷移速度，能夠更大倍率充放電；負(fù)極采用粒徑更小的人造石墨進(jìn)行碳包覆，小粒徑有利于鋰離子的脫離和嵌入。 | 130Wh/kg | 3-5C |
| 制表：汽車(chē)之家行業(yè)評(píng)論員 （據(jù)公開(kāi)資料整理） | |||
受限于理論能量密度的極值限制，磷酸鐵鋰未來(lái)在能量密度方面的發(fā)揮空間不大。但對(duì)于客車(chē)、物流車(chē)、專(zhuān)用車(chē)等商用車(chē)現(xiàn)已選用磷酸鐵鋰體系而言，對(duì)于能量密度的提升并不是必須的，而快充則越來(lái)越體現(xiàn)出其重要性。