深度回顾：从电池角度看新能源汽车快充方向

【深度回顾】消费者在使用电动汽车时，最担心的就是充电时间和续航里程。

在目前的技术水平下，充电时间和续航里程很难兼得，因此动力电池发展了两条路线。

一是注重续航里程的比能派，主要通过不断提高锂离子电池的比能量，从而提高电动汽车的续航里程；第二类是以缩短充电时间为主的快充组，主要通过提高锂离子电池的快充性能，缩短电动汽车的充电时间。

随着技术的进步和锂电池材料研究的深入，快充技术遇到的问题或将一一得到解决。

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本期行业领军人物——独立评论员、投资人史晨星，专注于新能源汽车产业链的投资、并购及投后管理。

他目前担任东旭集团旭江科技的总经理。

30秒读完全文： ●综合各方意见，可以定义充电速率小于1.6C为慢充，1.6C-3C为小快充，3C以上为快充。

●不同技术路线的快充动力电池各有优缺点，适用于不同的新能源产品。

●三元快充电池适合乘用车，钛酸锂等电池适合乘用车，钛铌氧化物可能是快充的新方向。

●目前快充电池主要应用于乘用车领域。

未来快充动力电池的消费结构将向汽车和特种物流车转移。

1、如何理解快充？要理解快充，就绕不开一个专业术语——充放电倍率C，可以简单理解为充放电倍率。

锂离子电池的充放电速率决定了我们能够多快地将一定量的能量存储到电池中，或者我们能够多快地释放电池中的能量。

根据今年新能源汽车补贴政策，充电率低于3C的属于非快充纯电动公交车类别，充电率高于（含）3C的属于快充纯电动公交车类别。

充电纯电动公交车品类。

但快充补贴划分仅适用于新能源公交车，客车和物流车尚无标准。

年度快充纯电动公交车补贴标准 车型 中央财政补贴标准（元/kWh） 快充费率 中央财政补贴上限（万元） 快充纯电动公交车 3C-5C（含） 5C-15C（含） 15C及以上 6＜L≤8m8＜L≤10mL＞10m 中央财政补贴调整系数 0..1 根据行业和宁德时代的定义，电动汽车快充是指充电电流大于1.6C的充电方式，即从 0% 充电到 80% 不到 30 分钟的技术。

综合各方面意见，笔者提出充电速率低于1.6C为慢充，1.6C-3C为小快充，3C以上为快充。

大部分电动乘用车都能实现“小型快充”，快充公交车的充电速率大多集中在3C-5C。

如果我们把锂离子电池比作一把摇椅，摇椅的两端就是电池的两极，而锂离子就像优秀的运动员，在摇椅的两端来回奔跑。

充电时，电池正极上产生锂离子，产生的锂离子通过电解液移动到负极。

用作负极的碳具有层状结构并具有许多微孔，用于插入到达负极的锂离子。

嵌入的锂离子越多，充电容量就越高。

快速充电时，锂离子需要加速并瞬间嵌入负极。

这对负极快速接收锂离子的能力提出了很大的挑战。

普通化学体系的电池在快充时，负极会出现副产物，影响电芯的循环和稳定性。

能量密度和功率密度可以说是同一个电池中只注重一件事而失去另一件事的两个方向。

无论是国家政策引导还是企业技术布局，普遍追求高能量密度。

当动力电池的能量密度足够高、车辆装载的电量足够大、能够避免所谓的“里程焦虑”时，快速充电的需求就会减少。

但随着功率的增大，如果成本不降下来，市场就很难接受。

因此，如果我们能够在控制电池成本的同时，利用便捷的充电能力和适用的续航里程，就能大大缓解用户的焦虑，让快充有价值。

2、不同技术路线电池的快充应用前景充电速度与动力电池、充电桩、电动汽车、电网等整体技术和设计要求密切相关，其中最大的影响因素是电池。

下面具体讨论不同类型动力电池在快充技术方向的应用趋势。

几乎所有种类的正极材料都可以用来制造快充电池，但它们的适用性和优缺点各不相同。

1、三元快充电池更适合电动乘用车。

三元电池因其更高的能量密度而受到更多关注。

该材料本身具有优异的导电性能，但其反应活性太高，因此提高了快充的安全性。

更大的挑战。

三元电池快充系统的代表企业有宁德时代、比克等。

宁德时代开发了“超导电子网络”和“快离子环”技术，可在15分钟内实现SOC从5%充电到85%，能量密度高Wh/kg，循环寿命10次以上。

主要应用领域是乘用车。

，预计年内具备量产能力。

比克今年5月推出的最新3.0高能电芯，引入了硅基负极材料、高镍正极材料以及专门开发的电解液。

其能量密度高达近Wh/kg，可实现公里级超长续航里程。

通过充电策略设计，有效缩短充电时间，提高充电效率。

在极端紧急模式下，充电10分钟可行驶60公里。

根据燃油车的使用习惯，要想在10-20分钟内将车辆充满电，充电倍率至少需要3-6C。

目前市面上的纯电动乘用车大多可以在半小时到一小时内充满80%的电量，比之前的两三个小时要快得多。

预计未来将进一步缩短至20分钟。

部分“小快充”车型一览 车企车型 工况条件 续航里程充电模式 快充时间 北汽新能源EU5 R20km慢/快充 30分钟充80% 吉利帝豪GSekm 慢/快充30分钟充80% 比亚迪宋EV 60km慢/快充 40 分钟可充 80% 江淮 iEVA 0km 慢/快充 90 分钟可充 80% 长安 CS15EVkm 慢/快充 45 分钟可充 80% 奇瑞瑞虎 3xe 00km 慢/快充 30 分钟可充 80% 上汽荣威 Eikm 慢/快充快充40min充80% 制表：工业评论员（据公开资料） 2.磷酸铁锂快充所有商家均可使用。

磷酸铁锂在快充领域没有先天优势。

从材料角度来看，磷酸铁锂材料的本征电导率较低，仅为三元材料的百分之一。

磷酸铁锂材料的电导率需要优化以满足快速充电的需求。

但磷酸铁锂的材料成本相对较低。

结合其成熟的技术背景和稳定的产品性能，具有广阔的应用前景。

代表企业有CATL、沃特玛等。

主要企业技术路线图 单一能量密度 组装模型 充电速率 CATL正极“超级电子网络”技术：采用碳包铝箔降低接触内阻，提高正极材料的电子传输能力；负极“快离子环”技术：采用不同石墨负极颗粒混合，更高的孔隙率增加了持液能力，离子通道更多，传输更快，放大倍数更好。

Wh/kg3-5C 沃特玛的正极采用粒径~nm的磷酸铁锂材料，可以让锂离子迁移得更快，可以更高的倍率充放电；负极采用粒径较小的人造石墨碳包覆。

粒径小有利于锂离子的脱嵌和嵌入。

Wh/kg3-5C制表：业评论员（据公开资料） 受限于理论能量密度的极限，磷酸铁锂未来在能量密度方面表现空间不大。

但对于现在采用磷酸铁锂系统的乘用车、物流车、特种车等商用车来说，能量密度的提升并不是必须的，快充日益显示出它的重要性。