10分鐘，可讓電動汽車充電90%！

每經(jīng)編輯 程鵬 蓋源源    

盡管電動汽車越來越受歡迎，但許多消費者仍在猶豫是否要換車。一個原因是，電動汽車的充電時間太過漫長，但加快充電過程可能會損壞電池并縮短其使用壽命。

據(jù)科技日報報道，研究人員22日在美國化學(xué)學(xué)會秋季會議上報告說，他們設(shè)計了一種超快充電方法，可在10分鐘或更短的時間內(nèi)為不同類型的電動汽車電池供電而不會造成傷害。

圖片來源：視覺中國

新方法讓電動汽車10分鐘充電90%

據(jù)科技日報報道，研究人員表示，快速充電是提高消費者信心和全面采用電動汽車的關(guān)鍵，這將使車輛充電非常類似于在加油站加油。

為電動汽車鋰離子電池充電過程是一種微妙的平衡行為。當(dāng)電池充電時，鋰離子從設(shè)備的一側(cè)（陰極）遷移到另一側(cè)（陽極）。只要鋰離子遷移得快，電池充電就更快，但有時鋰離子不會完全移動到陽極中。在這種情況下，鋰金屬會堆積起來，這可能會引發(fā)電池早期故障,還可能導(dǎo)致陰極磨損和破裂。所有這些問題都將縮短電池的使用壽命和車輛的有效續(xù)航里程。

這一難題的一個解決方案是以優(yōu)化速度的方式改善充電協(xié)議，同時避免損壞目前在車輛中使用的許多不同類型的電池。但開發(fā)最佳協(xié)議需要大量數(shù)據(jù)，了解各種方法如何影響這些設(shè)備的壽命、效率和安全性。

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，美國愛達(dá)荷國家實驗室的研究團隊使用機器學(xué)習(xí)技術(shù)整合充電數(shù)據(jù)來創(chuàng)建獨特的充電協(xié)議。通過輸入許多鋰離子電池在充電和放電循環(huán)期間的狀況信息，科學(xué)家們訓(xùn)練機器學(xué)習(xí)分析來預(yù)測電池壽命以及不同設(shè)計最終會失敗的方式。然后，該團隊將數(shù)據(jù)反饋到分析中，以識別和優(yōu)化隨后在真實電池上測試的新協(xié)議。

研究結(jié)果顯示，新方法在短時間內(nèi)顯著增加了進入電池的能量。 研究人員觀察到電池在10分鐘內(nèi)充電到90%以上，且沒有鋰電鍍或陰極開裂。 而目前的方法充其量只能在大約半小時內(nèi)讓電動汽車充滿電。機器學(xué)習(xí)模型的一個優(yōu)勢在于它將協(xié)議與電池中實際發(fā)生的物理現(xiàn)象聯(lián)系起來。

研究人員計劃使用他們的模型開發(fā)更好的方法，并幫助設(shè)計經(jīng)過優(yōu)化以進行快速充電的新型鋰離子電池。研究人員表示，他們的最終目標(biāo)是讓電動汽車能夠“告訴”充電站如何快速安全地為其特定電池供電。

寧德時代此前表示：擁有超快充技術(shù) 電池5分鐘可充至80%電量

充電慢帶來的續(xù)航焦慮是制約電動汽車行業(yè)發(fā)展的一大痛點。據(jù)中國證券報，機構(gòu)統(tǒng)計顯示，2021年，支持快充的熱銷車型平均理論充電倍率約為1C，即實現(xiàn)SOC30%-80%需要充電約30分鐘、續(xù)航約219km（NEDC標(biāo)準(zhǔn)）。而在實踐中，大部分純電動車實現(xiàn)SOC30%-80%需要充電40-50分鐘、可行駛約150-200km。若加上進出充電站的時間（約10分鐘）， 純電動車花費約1小時的充電時間僅能在高速路行駛約1個多小時。

據(jù)國家推薦標(biāo)準(zhǔn)《電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)》，直流充電輸出電流范圍優(yōu)先選擇80A-250A。此外，受限于硅基IGBT功率器件的耐壓能力，目前已上市的大多數(shù)電動車搭載400V電壓平臺。按此標(biāo)準(zhǔn)，電動車峰值充電功率約為250A×400V=100kW。 即100kW級功率充電10分鐘大約補充16.7kWh的電量，對應(yīng)可行駛100km。

充電速度作為動力電池性能的核心指標(biāo)，對于電動汽車的應(yīng)用體驗及推廣普及有著至關(guān)重要的作用。因此，頭部動力電池企業(yè)與車企均重視并發(fā)力動力電池快充技術(shù)。

據(jù)界面新聞此前報道，7月1日，寧德時代(300750)在互動平臺回答投資者提問時表示， 公司有超快充技術(shù)，最快5分鐘充至80%電量。

目前，寧德時代尚未公布關(guān)于快充技術(shù)的細(xì)節(jié)。業(yè)內(nèi)人士分析稱，該技術(shù)或與寧德時代日前發(fā)布的CTP3.0麒麟電池做配套。公開資料顯示，麒麟電池系統(tǒng)集成度創(chuàng)新高，能量密度可達(dá)255Wh/kg，可實現(xiàn)整車1000公里續(xù)航，支持5分鐘 快速熱啟動，10分鐘快充。除此之外，麒麟電池的安全性、導(dǎo)熱性能、快充速度、使用壽命都有了大幅的提升。

據(jù)澎湃新聞，麒麟電池將于2023年量產(chǎn)上市，相比于特斯拉此前推出的4680電池，其體積利用率提高了9%，能量密度增加了13%左右。

4680電池是特斯拉的第三代電池產(chǎn)品，其于2020年發(fā)布，該電池的電芯為圓柱形，“46”代表的是圓柱直徑為46mm、“80”代表的是圓柱高度為80mm，電池僅由950個電芯組成，能量密度約300Wh/kg。號稱單體能量提高5倍，整車?yán)m(xù)航里程增加16%，電力相比有極耳電池提升了6倍，功率輸出提升了6倍。

據(jù)科技媒體The Elec7月1日報道，韓國三星SDI正在其位于韓國天安市的工廠準(zhǔn)備建立一條生產(chǎn)特斯拉4680電池的試驗生產(chǎn)線，這條試運行生產(chǎn)線的年產(chǎn)能將在1 GWh左右。

另據(jù)了解，動力電池超快充技術(shù)涉及到包括超電子網(wǎng)、快離子環(huán)、各向同性石墨、超導(dǎo)電解液、高孔隙隔膜、多梯度極片、多極耳、陽極電位監(jiān)控等方面技術(shù)。

何小鵬：超快充技術(shù)將讓10萬元 以下燃油車被純電車取代

在8月15日舉辦的小鵬超級補能發(fā)布會上，小鵬汽車CEO何小鵬曾表示， 依靠超快充、高續(xù)航和自營充電 站，純電動車有望改寫市場格局，淘汰混動車型。

何小鵬認(rèn)為，中國用戶平均每周行駛不超過300公里，90%以上場景為城市和近郊。在絕大多數(shù)使用場景中，純電汽車已經(jīng)可以滿足用戶需求。

對于不同價位的汽車市場，何小鵬表示，隨著超快充技術(shù)的發(fā)展，10萬元以下燃油車將被純電車快速取代；10萬~20萬元區(qū)間內(nèi)燃油車將被混動和純電車型沖擊，其中混動車型將會表現(xiàn)更好；在20萬元以上的價格區(qū)間，則是純電車型表現(xiàn)更好。

編輯|程鵬 蓋源源

校對|王月龍

封面圖片來源：視覺中國

每日經(jīng)濟新聞綜合自科技日報、界面新聞、每經(jīng)app（記者：孫磊）