[汽车之家 深评] 电动汽车在使用中，消费者最为担心的还是充电时间和续航里程的问题，在目前的技术水平下，充电时间与续航里程难以兼得，因此动力电池也就发展出了两条路线，一种是专注续航里程的比能量派，主要是通过不断的提高锂离子电池的比能量，从而增加电动汽车的续航里程；第二种是专注减少充电时间的快充派，主要是通过改善锂离子电池的快充性能，缩短电动汽车的充电时间。随着技术进步和对锂电池材料的深入研究，快充技术曾经遇到的难题可能也会一一迎刃而解。
●《深评问道》是什么？
《深评问道》是汽车之家首个面向行业端用户打造的节目，特约汽车行业资深从业者执笔，独家解析／揭秘行业大事件。除了热闹表象，我们更想向您呈现对事物本质、因果以及未来可能性的探究和思考。
本期行业评论员——史晨星，独立评论人&投资人，专注新能源汽车产业链投资并购及投后管理，现任东旭集团旭江科技总经理。
30秒读懂全文：
●综合多方意见，可以定义充电倍率小于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型动力电池各有优劣，适用不同的新能源产品。
●三元快充电池适合乘用车，钛酸锂等适合客车，钛铌氧化物或将是快充新方向。
●目前快充型电池主要在客车领域应用较多，未来快充型动力电池的消费结构将会向用车、专用物流车偏移。
一、如何理解快充？
要理解快充，一个专业术语是逃不掉的——充放电倍率C，可以简单理解为充、放电的速率。锂离子电池的充放电倍率，决定了我们可以用多快的速度，将一定的能量存储到电池里面，或者以多快的速度，将电池里面的能量释放出来。
根据2018年新能源汽车补贴政策，充电倍率小于3C的属于非快充类纯电动客车，充电倍率高于（含）3C则属于快充类纯电动客车类。但快充的补贴划分只针对新能源客车，无乘用车和物流车标准。
| 2018年快充类纯电动客车补贴标准 | |||||||
| 车辆类型 | 中央财政补贴标准 （元/kWh） | 快充倍率 | 中央财政单车补贴上限（万元） | ||||
| 快充类纯电动客车 | 2100 | 3C-5C（含） | 5C-15C（含） | 15C以上 | 6＜L≤8m | 8＜L≤10m | L＞10m |
| 中央财政补贴调整系数 | 4 | 8 | 13 | ||||
| 0.8 | 1 | 1.1 | |||||
根据业界及宁德时代的定义，电动汽车快充是指充电电流大于1.6C的充电方式，也就是从0%充电到80%时间小于30分钟的技术。笔者综合多方意见，提出充电倍率小于1.6C为慢充，1.6C-3C为小快充，3C以上为快充。多数电动乘用车都能达到“小快充”，快充型客车的充电倍率则大部分集中在3C-5C。
如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就像优秀的运动健将，在摇椅的两端来回奔跑。充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，以供到达负极的锂离子嵌入。嵌入的锂离子越多，充电容量越高。
快充时，锂离子需要加速瞬时嵌入到负极。这对负极快速接收锂离子的能力挑战很大。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。能量密度与功率密度，在同一只电池中可以说是顾此失彼的两个方向。
无论是国家政策导向还是企业技术布局，普遍追求高能量密度。当动力电池的能量密度足够高，一台车装载电量足够大，可以避免所谓“里程焦虑”，对于快速充电的需求就会降低。但是，电量大了，如果成本没有降下来也很难被市场接受。因此，如果能在控制好电池成本的前提下，用便捷的充电能力+适用的续航里程，就能极大缓解用户焦虑，这样一来快充就有存在的价值。
二、不同技术路线电池的快充应用前景
充电的快慢和动力电池、充电桩、电动汽车整车、电网等整体技术和设计要求都息息相关，其中最大的影响因素还是在于电池。我们具体来讨论不同类型的动力电池在快充技术方向上的应用趋势。各种正极材料几乎都可以用来制造快充型电池，但适用性和优劣各不相同。
1、三元快充型电池更适用于电动乘用车
三元电池因其有较高的能量密度更受到重视，材料本身导电性能优异，但反应活性太高，因此对快充安全性提出了较大的挑战。
三元电池快充体系的代表企业有宁德时代、比克等。宁德时代研发了“超导电子网”和“快离子环”技术，可实现15分钟内SOC从5%充电到85%，能量密度190Wh/kg，循环寿命超过2500次，主要应用领域为乘用车，预计2018年内具有批量生产的能力。
比克今年5月最新推出的3.0高能芯通过引入硅系负极材料、高镍正极材料，以及专门开发的电解液，其能量密度高达近250Wh/kg，可实现500公里超长续航里程。通过充电策略设计，有效缩短充电时间，提高充电效率。在极端的应急模式下，充电10分钟可行驶60公里。
按照燃油车的使用习惯，要实现充电时间在10-20分钟以内完全充满电，充电倍率至少需要3-6C之间。目前市面上的纯电动乘用车大多数是半小时到1小时充满80%电量，比以前两三小时的充电时间已提升了不少，未来有望进一步压缩到20分钟内。
| 部分“小快充”车型列表 | ||||
| 车企 | 车型 | 工况续航里程 | 充电模式 | 快充时间 |
| 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% |
| 比亚迪 | 宋EV400 | 360km | 慢／快充 | 40min充80% |
| 江淮 | iEVA50 | 400km | 慢／快充 | 90min充80% |
| 长安 | CS15EV | 300km | 慢／快充 | 45min充80% |
| 奇瑞 | 瑞虎3xe 480 | 400km | 慢／快充 | 30min充80% |
| 上汽 | 荣威Ei5 | 301km | 慢／快充 | 40min充80% |
| 制表：汽车之家行业评论员（据公开资料整理） | ||||
2、磷酸铁锂快充乘商均可用
磷酸铁锂在快充领域不具有先天优势，从材料上看，磷酸铁锂材料的本征电导率比较低，仅为三元材料的百分之一，需要对磷酸铁锂材料进行导电性优化才能满足快充的需求。但磷酸铁锂的材料成本相对较低，结合成熟的技术背景及稳定的产品性能，有较为广泛的应用前景，代表企业有宁德时代、沃特玛等。
| 主要企业 | 技术路线 | 单体能量密度 | 装配车型充电倍率 |
| 宁德时代 | 正极“超电子网”技术：采用涂碳铝箔，降低接触内阻，提升正极材料电子传输能力；负极“快离子环”技术：采用不同石墨负极颗粒混合，较高的孔隙率使保液量增大，离子通道更多，传输更快，倍率更好。 | 150Wh/kg | 3-5C |
| 沃特玛 | 正极使用粒径100~300nm磷酸铁锂材料，使锂离子拥有更快的迁移速度，能够更大倍率充放电；负极采用粒径更小的人造石墨进行碳包覆，小粒径有利于锂离子的脱离和嵌入。 | 130Wh/kg | 3-5C |
| 制表：汽车之家行业评论员 （据公开资料整理） | |||
受限于理论能量密度的极值限制，磷酸铁锂未来在能量密度方面的发挥空间不大。但对于客车、物流车、专用车等商用车现已选用磷酸铁锂体系而言，对于能量密度的提升并不是必须的，而快充则越来越体现出其重要性。
加载中
