记者
王月伦
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庄键
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动力电池超级快充技术再度迎来新突破。
10月12日，美国宾夕法尼亚州立大学王朝阳院士团队在顶级学术刊物《自然》刊文称，其研发的新技术可以在10分钟内，将能量密度高达Wh/kg的锂电池电量充至75%，它同时具备数千次的循环寿命。锂电池的能量密度，决定了新能源汽车续航里程的高低。
今年推出新产品的电池企业几乎言必称快充。欣旺达（.SZ）和孚能科技（.SH）相继在9月宣布即将量产超级快充电池。
宁德时代（.SZ）也在上月对外表示，其多款快充电池产品已在乘用车中使用，能够支持20分钟内将电量充至80%。同时，其具备4C超级快充能力的产品麒麟电池即将量产。动力电池的超级快充时代似乎已近在眼前。
电池的充电速率以C作为单位，超级快充电池的充电速率通常大于4C，可在充电15分钟后实现电池剩余电量达到80%。此后则切换至较慢的恒定电流，以防止出现充电的副反应。
超级快充被认为是电动汽车市场缓解续航焦虑的重要方向之一。孚能科技董事长王瑀向界面新闻表示，大家一直希望，新能源汽车充电可以像燃油车加油那样，喝杯咖啡就能实现想要的续航里程。
要想实现上述目标，电池技术不仅要突破电池材料的限制，还需处理热失控带来的安全问题，以及充电速率增加造成的电池衰退挑战。即将推出的超级快充电池如何跨越这些发展障碍，将成为续航自由能否实现的关键。
两条技术路线实现超级快充
为了克服超级快充面临的技术门槛，动力电池企业选择了电池结构和电池材料两条不同技术路线。电池结构的改进主要针对快充电池的热失控问题，电池材料的研发则致力于突破现有材料在导电方面的限制。
其中，通过电池结构变化来平衡电池温度，主要是在电池的液冷装置及电芯叠片工艺两方面做文章。
宁德时代今年最新推出的CTP.0麒麟电池，便是通过液冷板位置的变化，来提升电池的降温效果。液冷板目前主流布局设置在电池包底部，宁德时代的麒麟电池则将其位置移至电芯中间。
宁德时代首席科学家吴凯介绍称，置于电池包中间的冷水板可以双面接触电芯，冷却面积较放在底部时增大四倍，液冷效果更加明显，能够缓解充电过程中温度过高的问题，让4C充电不再是难事。
欣旺达和孚能科技则是从液冷和电芯工艺两方面着手。欣旺达的超级快充电池SFC采用了一种加热和散热效率更高，同时兼顾低温充电效率的D液冷技术。
同时，欣旺达SFC电芯的无连接片设计类似于大圆柱电池，取消了极耳转接，整体设计能让电芯的内阻下降%，相同超充电流下温升降低2.5摄氏度。电池极耳是电池进行充放电时的正负两极的接触点，是电芯中将正负极电流引出来的金属导电体。
欣旺达汽车电池副总裁张耀在发布会上透露，SFC超级快充电池将于今年量产，最大充电功率达KW，一次充电可实现续航里程公里，充电5分钟则可支持公里续航。
在一定充电时间内可实现的续航里程，是电池快充能力的另一种衡量指标。美国能源部（DOE）将6C充电定义为可在10分钟内充至电量的80%，新增22公里的整车续航。
孚能科技推出的动力电池解决方案SPS，则选用高效液冷板和导热片提供双面液冷，电池系统的散热效率将提升四倍。
孚能科技CEO王瑀告诉界面新闻，大软包电芯的无极耳和叠片工艺，给电芯带来更低内阻和更好的低温放电表现；液冷板和纳米保温材料的加入，则均衡了电池系统的内部温度。
“孚能科技将在9月量产半固态电池。”王瑀表示。针对半固态电池产品，孚能科技将推出2.4C、C和4C三种倍率的快充电芯，充电10分钟可补能40%、50%和70%，分别实现公里、公里和公里的续航里程。
传统的锂电池主要由氧化物正极、石墨负极、电解液、隔膜、金属集流体构成。其中，锂离子在负极内的扩散速率、负极电解质的浓度、负极内阻等指标，对于对于电池快充能力有着重要影响。
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