超級快充時代來臨

在最近舉行的上海光伏展覽會上，一款引人注目的快速充電設備迅速成為眾人矚目的焦點。華為的超級快充系統成為這場展會的亮點，聲稱實現了令人驚嘆的“充電一秒鐘，續航一公里”的壯舉。不僅僅是華為，小鵬、廣汽、吉利等車企也在近年來紛紛推出了令人驚艷的超級快充產品。比如，小鵬的S4充電樁單樁最大功率可達480千瓦，最大電流高達670安培，僅需5分鐘即可為車輛增加210公里的續航里程；廣汽埃安的A480充電樁同樣能在短短5分鐘內實現充電，并延長續航里程200公里；去年，吉利推出了威睿超級快充樁，號稱“充電5分鐘，續航300公里”…

這些超級快充產品如同春天的雨后春筍一般，迅速融入我們的日常生活。它們的快速發展得益于全球新能源汽車市場的蓬勃發展。新能源汽車的滲透率提升推動了充電樁需求的迅猛增長。隨著《推動能源電子產業發展的指導意見》、《“十四五”擴大內需戰略實施方案》、《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035年）》等一系列政策的相繼發布，我國的充電樁產業已進入快速建設階段。

就在上個月中旬，國家發展改革委和國家能源局聯合發布了《關于加快推進充電基礎設施建設，更好支持新能源汽車下鄉和鄉村振興的實施意見》。該意見明確強調了加強公共充電基礎設施布局建設的重要性，同時著力實現適宜使用新能源汽車地區充電站“縣縣全覆蓋”和充電樁“鄉鄉全覆蓋”的目標。由此政策可見，我國已將充電樁建設列為“新基建”重要組成部分，注入了強勁的發展動力。新能源汽車充電問題一直被看作是推廣新能源汽車的最后一道難題，而其中充電速度則是目前最需要改進的方面。為了解決車主們對充電的焦慮，許多企業開始全力研發超級快充產品。

那么，究竟什么是所謂的"超充"呢？

在行業內，通常將功率達到120千瓦及以上的品牌專屬直流充電樁定義為超級快充。用通俗的話來說，每小時1千瓦的充電功率可以理解為“1小時充1度電”，而60千瓦的充電功率就意味著“1小時內可充入60度電”。簡單來說，就是大功率，猛猛充電！

超級快充，“泡沫”多多

然而，在這個“功率越大，充電越快”的背后，是否一切都如此美好呢？讓我們先來看幾個令人震驚的案例：

在2023年3月15日，貴州省六盤水六枝特區塔山街道的塔山水泥廠旁的充電站內，一輛新能源汽車在充電完成后突然冒煙，并迅速起火。

而在2022年11月17日凌晨2點，成都市新都區的一處充電位上，一輛電動貨車在快速充電時突然起火，并引發了爆炸。

還有在2022年4月21日，福建省莆田市荔城區某停車場內，一輛新能源汽車在充電時突然發生火災。

這些都是電動汽車在充電過程中發生的火災事故！這充分說明了在不適當的充電條件下，鋰二次電池很容易因過熱而失控，從而引發自燃的風險。對于超級快充而言，這一風險更加突出。

我們認為把鋰離子充電的過程可以比作倒啤酒。倒啤酒的速度越快，啤酒杯裝滿的速度也越快，但是酒杯中的啤酒泡沫就越多；反之，倒的慢，裝滿的速度慢，但是酒杯中的啤酒泡沫少，啤酒更多。在鋰離子電池的充電過程中，泡沫可以等價成“對電池的傷害”。

這其中的傷害，我們暫且歸納為兩點原因：

1、頻繁快充加速了電池電芯的極化

一般在鋰離子電池充電過程中，電極內部的鋰離子擴散速度相對較慢，而電解液的擴散速度較快。這種擴散過程主要由電極內部的擴散控制。由于鋰離子在電極顆粒內的遷移速度遠遠小于電極表面上發生的電化學反應速度，導致電極出現了濃差極化現象，進一步增加了正負極之間電勢差偏離平衡電勢的程度。當充電電流持續較大時，電極處的鋰離子濃度會升高，加劇了極化現象。這樣一來，電池的端電壓就無法直接與充入的電量/能量成線性比例關系。同時，大電流充電還會導致內阻增加，進一步加劇焦耳發熱效應，并引發一系列副反應，例如電解液的分解和產氣等問題。這些因素使電池的危險性急劇增加，對電池的安全性產生負面影響，并且非功率型電池的使用壽命必然會大幅縮短。

2、頻繁快充可能導致電芯析晶

在充電過程中，我們對于鋰離子的控制實際上是很弱的。我們只能保證鋰離子會遷移到負極表面，但無法保證鋰離子會均勻的分布在負極表面。而在鋰電池快充即意味著鋰離子快速脫出并“游向”負極，這時候就需要負極材料具有快速的嵌鋰能力。用于鋰電池快充的負極材料包括碳材料、鈦酸鋰及其它的一些新型材料。對于碳材料來講，由于嵌鋰電位和鋰析出的電位差不多，常規充電的情況下一般是鋰離子優先嵌入石墨，但是在快充或低溫條件下，鋰離子可能會在表面析出形成枝晶鋰（又稱析晶）。枝晶鋰會刺穿隔膜（SEI），會造成Li+二次損耗，降低電池容量。當鋰晶體達到一定量后就會從負極向隔膜生長，造成電池短路的危險，嚴重時會引起車輛自燃，造成不可挽回的后果！

還有一點需要注意，大多數商家在宣傳快速充電時，通常強調的是在很短的時間內充滿電池的80%，而不是完全充滿100%。這是因為在快速充電狀態下，電池的強化程度和內阻會急劇上升，因此無法保持原有的電流繼續輸送到電池中，而會轉為慢速充電。

這也是為什么很多企業通常只宣傳電池快速充到80%所需的時間，而不提及充滿電所需的時間。因為在快速充電達到80%后的剩余20%，充電時間會更長。

除此以外，還有快充一直為人詬病的“虛電”現象。

快速充電會導致電池發熱，因為在快速充電時，電池由于大電流的作用而內部升溫，分子會更加活躍，給人一種電池已充滿電的錯覺。然而實際上，在快速充電過程中，充入電池的實際電量要比慢速充電少約10%左右。這就是為什么會出現所謂的“虛電”現象。

總結一下，快速充電雖然方便我們的生活，但也伴隨著一定的風險。它可能會損害電池并增加電池自燃的風險。因此，作為車主，我們應該謹慎考慮自己的充電方式，選擇正確的充電方式。在非緊急情況下，盡量使用慢速充電設備。同時，作為充電樁廠商，我們應該不斷提升充電樁的質量，確保我們的快速充電設備符合質量標準，生產出能夠讓客戶滿意的產品！這樣才能在享受快速充電便利的同時，保障安全和用戶體驗。

（文章來源：NE-SALON新能薈 2023年6月7日 責任編輯：毛工)

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