電動汽車這幾年的發展，越來越快了，也在不斷逼近使用者真實需求的過程。最早大家焦慮的是“能不能開遠”，於是電池容量越做越大；後來變成“夠不夠用”，600km、800km成為標配；但到了今天，補能效率成了最後的瓶頸。因為不管續航多長，只要充電慢，續航不自由都會變成補能不自由。當手機也在沒做到“10分鐘充滿”的情況下，電動汽車的充電開始越來越快：◎3 月 5 日（比亞迪）：發佈第二代刀片電池 + 兆瓦閃充，10%→70% 僅 5 分鐘、10%→97% 9 分鐘，-30℃ 12 分鐘，峰值 1500kW。◎3 月 16 日（極氪 / 吉利）：發佈 900V/12C 神盾電池，10%→80% 約 7 分鐘。◎3 月 18 日（奇瑞）：發佈犀牛電池 + 迅龍秒充，8 分鐘補能 500km，峰值 1200kW。◎4 月 21 日（寧德時代）：發佈第三代神行超充電池（10C/15C），10%→98% 僅 6 分 27 秒，-30℃ 9 分鐘。為什麼過去行業一直認為“快充和壽命不可兼得”？對於電池來說，發熱量與電流的平方成正比，只要持續的充電電流只要上去，熱量就是指數級增長。而溫度一旦失控，不只是安全問題，更直接影響電池壽命——副反應加劇、SEI膜破壞、鋰沉積，這些都會讓電池快速衰減。所以傳統快充是一種“以壽命換速度”的權衡，電池行業長期依賴涓流充電來“收尾降溫”。那麼這個行業最近大家都做了什麼突破，以至於成了快充的速度不斷提升呢？把“發熱的根源”降下來這個事情可以我們分解一下。01把內阻降低我們知道快充的提速核心是把電池內阻做到極低，內阻下降的意義在於，同樣的電流下產生更少的熱，從而為高倍率充電提供物理基礎。為了做到這一點，需要從電池內部的三個維度同時下手：◎在結構層面，通過控制電芯長度在一定尺寸範圍（長刀要變短刀，電芯的長度要控制），縮短電流路徑直接降低歐姆阻抗；◎在材料介面層，通過對SEI膜進行“定向設計”，提升鋰離子通過效率的同時抑制副反應；電芯負極表面那層十幾奈米厚的 SEI 膜，得讓鋰離子快速的通過又要阻止電解液中的溶劑通過。對超充SEI 膜做了量身打造，精準定位阻礙鋰離子遷移的短板物質，再定向培育出仿生物質，讓鋰離子通過SEI膜的能力翻倍。◎在微觀擴散層，則通過改造石墨層結構，把原本狹窄的“通道”拓寬，讓鋰離子嵌入速度顯著提升。鋰離子要嵌入到負極石墨層中，石墨的層間距 0.33 奈米，原子間的排斥力會嚴重降低鋰離子的嵌入速度， 採用全新的層拓石墨技術，用單原子對石墨負極進行改造，有效拓寬了石墨的層間高度，讓鋰離子的嵌入速度提升。減少產熱只是第一步，熱量產生的足夠少，才能往下走。02控制溫度真正難的是在高功率下“控住溫度”，我們最早知道電池的溫度一般不讓超過50度，因為溫度越高帶來的副反應越厲害。這背後其實是兩個系統能力：◎一是散熱，把熱帶走；◎二是感知，知道什麼時候該快、什麼時候該慢。過去的電池更多依賴底部冷卻，而現在演進到大面積冷卻，再到針對極耳熱點區域的“肩部冷卻”，是從粗放散熱走向精確控溫。與此同時，通過電化學模型與溫度採集的結合，可以把電芯內部溫度的判斷精度控制在±1℃，讓系統具備即時決策能力。換句話說，快充通過高精度的分析變成一個受控過程。這一整套體系的建立，才能讓全程使用超充的情況下，電池循環次數之後，保持高的SOH。當然我們知道溫度的高度對充電功率的影響很大，低溫是過去快充真正的隱形門檻。因為溫度一旦下降，電池內阻會急劇上升，尤其是介面反應阻抗，甚至可能提升近百倍，這也是為什麼很多車在冬天充電速度大幅下降。傳統方案要麼依賴外部熱管理慢慢加熱，要麼依賴帶儲能的超充樁提前預熱，但這兩種方式要麼效率低，要麼依賴基礎設施。現在大部分的方案都把“加熱能力”內建到電池本身，通過脈衝電流讓電池自發升溫，從而擺脫對充電樁的依賴。在零下30℃，依然可以實現接近常溫的充電效率，這實際上解決了快充“挑環境”的問題。小結從現在來看，三元和磷酸鐵鋰的發展迭代路徑是不同的。磷酸鐵鋰繼續走“超長續航”的路徑。受限於能量密度，如果一味堆電量去追求高續航，會讓電池包重量增加，進而帶來能耗、操控、安全等一系列連鎖問題。通過把補能時間壓縮到幾分鐘以內，讓使用者在使用層面“感知不到續航限制”，是一個比較有價值的路。 (芝能汽車)