超快充电池的挑战与机遇：破解电动车补能困境

在当今的汽车市场，纯电动车的普及进程正在不断加速，然而，补能难题却如同一座难以逾越的大山，横亘在消费者与纯电动车之间，成为阻碍其进一步发展的关键因素。为了攻克这一难题，车企与电池厂商纷纷发力，超快充技术应运而生，5C、12C等超快充技术相继问世，其目标十分明确——实现“充电比肩加油”的便捷体验。但在消费端，部分用户对超快充电池的态度，显得较为谨慎。他们对超快充电池的担忧往往集中在：5C、6C乃至12C的超快充技术是否会对电池寿命产生影响；超快充体系下，电池的安全性是否还值得信赖。

超快充技术会影响电池寿命吗？

从电池工程师处了解到，超快充技术的确会缩短电池寿命。在超快充过程中，锂离子的迁移速度非常快，它离开正极后，很可能来不及均匀地嵌入负极，这就会在负极表面形成锂枝晶。不仅如此，动力电池充放电过程本来就有呼吸效应，满电时电池体积大，空电时体积小。而超快充体系下，这种呼吸效应更明显。随着充放电次数增加，电池体积会膨胀，从而加速电池的老化。老化的电池容易产生气体造成电池鼓包，安全隐患也就随之产生。除此之外，电池首次充放电时，电解液和电池负极发生反应，会在负极表面形成SEI膜。随着时间推移，SEI膜会破裂，破裂后SEI膜又会重新生成，每次生产SEI膜都会消耗电池中的活性物质，而超快充加速了SEI膜的破裂。

既然超快充技术会对电池寿命产生影响，那为何还大力发展？主要原因在于，电池厂商在设法提高充电速度的同时，也对电池的材料、结构等，做了一系列相应改进，从而使得超快充对电池寿命的影响被控制在可接受的范围内，至少在8年、15万公里的质保期内，电池都可以正常使用。

厂家测试超快充对电池寿命影响的方法是，从电池健康度是100%的时候，对电池进行超快充，等电池衰减到75%的时候停下，然后计算这个过程中电池经历了几次循环。当然不同的厂商在测试条件上会有些细微差别，所以测出来的循环寿命也会有所不同，低的可能是700圈，还有的可能是1000圈，更高的也有。这是因为有些厂家是在电池衰减到70%的时候才停，这样测出来的循环寿命肯定会更长；而有的厂家标准比较高，衰减到80%就停了，这样测出来的寿命肯定就短。目前行业主流的做法，是在电池衰减到75%的时候停下。按照现在电池厂商设计的续航里程，循环一次就是好几百公里，所以说超快充体系下的电池肯定能满足3年15万公里的质保。

超快充对不同电池的影响有何差异？

不同材料体系的电池，受到超快充的影响程度是不同的。对三元锂电池的影响会更大一点，因为三元锂这种材料是层状的，相较磷酸铁锂这种橄榄型的材料，三元锂更容易被破坏。在高压条件下，三元锂电池的副反应也会增加。而且磷酸铁锂电池的寿命本来就长，所以受超快充的影响小。

在不同的环境温度下，使用超快充技术对电池寿命的影响程度差异其实并不大，因为现在的电池都有温控系统，会对电池进行加热或者冷却，使电池处于一个合适的工作温度。但外部环境也不能过高或者过低，比如高到40或50摄氏度，低到零下30摄氏度。温度太高，动力电池的电化学反应过于剧烈，消耗的锂离子会增加；温度太低，电解液过于黏稠，动力电池内部的电化学反应就会很艰难。不过在日常使用中，遇到这种极端温度的情况还是比较少见的。

超快充技术下电池如何改进？

为了降低超快充对电池寿命的影响，同时提升电池的快充性能，电池厂商在材料、制造工艺与结构设计等方面都做出了改进。

在材料调整方面，负极通过扩大石墨层间距、减小颗粒并掺混，更换原材料，做软碳包覆等方式，提升快充性能；正极采用颗粒掺混，采用二烧工艺做包覆；电解液则改变添加剂，增加离子迁移系数，控制SEI膜形成。

制造工艺与结构设计上同样有诸多创新。工艺上，极片涂布变薄、用分层涂布，负极铜箔加厚，极耳为全极耳。结构方面，电池盖板用双极柱增强散热，全极耳提高过流率；电池包加大冷却面积、优化流道，加强极柱热管理。

除了硬件方面的改进，整个系统也有相应改变。线束变粗以承载更大电流，换高压继电器，调整BMS算法以更好地管理电池充电过程，而充电桩也需要匹配相应的功率和具备良好的散热能力。

超快充电池的安全性如何？

至于超快充体系下电池的安全性，目前还没有形成共识。在超快充过程中，锂离子的迁移速度非常快，因此它很可能来不及均匀地嵌入负极，而是在负极表面形成锂枝晶。当锂枝晶累计到一定程度，就可能影响电池寿命、容量，甚至更严重的问题，例如刺穿隔膜，造成电芯短路。老化的电池容易产生气体造成电池鼓包，安全隐患也就随之产生。从与电池从业人士的交流来看，一般电动车使用超过2 - 3年，上述问题的发生概率会开始加大。

电池的安全性分为主动安全和被动安全，主动安全主要靠水冷等方式来控制热扩散，被动安全则依靠电池自身的设计。目前超快充电池大多仅能做到主动安全，开启水冷充电时会消耗更多电量。

值得一提的是，有人担心超快充电池中隔膜变薄会增加安全隐患，但实际上隔膜的安全性能并不差，析锂问题也并非靠隔膜来防御。

超快充体系的电量区间有何限制？

目前主流的超快充电量区间为30% - 80%或10% - 80%。将30% - 80%作为超快充区间，是因为这是一个比较舒适的充电区间，在这个区间内，电池的充电倍率较高，充电速度较快，而且随着SoC（荷电状态）越高，充电倍率会下降，过高的SoC进行超快充意义不大，还可能带来更多风险。把起点设为30%，一方面是因为大部分用户都是在电量剩余30%左右的时候开始充电，另一方面如果区间过宽，比如从10%开始，那么在低电量时进行超快充，电池产生的热量更多，散热难度加大。当然，也有一些有能力的厂商将超快充起点设为10%，但再低就没必要了，因为很少有用户会把电量用到极低才去充电。

车企对超快充技术持什么态度？

面对超快充技术，并非所有车企都急于跟进。比如小米YU7仅高端版搭载超快充电池，零跑汽车目前还未采用超快充电池。这背后的原因可能是多方面的，一方面超快充技术虽然在补能速度上有巨大优势，但与之相关的电池寿命、安全性以及成本等问题仍有待进一步完善；另一方面，车企需要综合考虑自身的市场定位、产品规划以及用户需求等因素。对于一些主打性价比、面向对价格更为敏感的消费群体的车企来说，在超快充技术尚未完全成熟，成本居高不下的情况下，贸然跟进可能会影响产品的整体竞争力和利润空间。而对于一些高端品牌或追求技术领先的车企，超快充技术则是提升产品差异化和品牌形象的重要手段。

超快充技术为解决纯电动车补能痛点带来了希望的曙光，但其面临的电池寿命、安全性以及车企态度等诸多问题，也如同前行道路上的重重迷雾，需要行业内各方持续探索与努力，才能让超快充技术真正成为纯电动车发展的强大助推器 ，带领纯电动车市场走向一个新的高度。