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充电的快慢和动力电池、充电桩、电动汽车整车、电网等整体手艺和设计要求都息息相关，其中最大的影响因素照旧在于电池。我们详细来讨论差别类型的动力电池在快充手艺偏向上的应用趋势。

电动汽车在使用中，消耗者最为担心的照旧充电时间和续航里程的问题，在现在的手艺水平下，充电时间与续航里程难以兼得，因此动力电池也就生长出了两条蹊径，一种是专注续航里程的比能量派，主要是通过一直的提高锂离子电池的比能量，从而增添电动汽车的续航里程;第二种是专注镌汰充电时间的快充派，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。随着手艺前进和对锂电池质料的深入研究，快充手艺一经遇到的难题可能也会逐一迎刃而解。

怎样明确快充?

要明确快充，一个专业术语是逃不掉的——充放电倍率C，可以简朴明确为充、放电的速率。锂离子电池的充放电倍率，决议了我们可以用多快的速率，将一定的能量存储到电池内里，或者以多快的速率，将电池内里的能量释放出来。

凭证2018年新能源汽车津贴政策，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。但快充的津贴划分只针对新能源客车，无乘用车和物流车标准。

凭证业界及宁德时代(300750)的界说，电动汽车快充是指充电电流大于1.6C的充电方法，也就是从0%充电到80%时间小于30分钟的手艺。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。大都电动乘用车都能抵达“小快充”，快充型客车的充电倍率则大部分集中在3C-5C。

若是我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两头为电池的南北极，而锂离子就像优异的运动健将，在摇椅的两头往返奔驰。充电时，电池的正极上有锂离子天生，天生的锂离子经由电解液运动到负极。作为负极的碳呈层状结构，它有许多微孔，以供抵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。这对负极快速吸收锂离子的能力挑战很大。通俗化学系统的电池在快充时负极会泛起副产品，影响电芯的循环和稳固性。能量密度与功率密度，在统一只电池中可以说是左支右绌的两个偏向。

无论是国家政策导向照旧企业手艺结构，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，可以阻止所谓“里程焦虑”，关于快速充电的需求就会降低。可是，电量大了，若是本钱没有降下来也很难被市场接受。因此，若是能在控制好电池本钱的条件下，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，这样一来快充就有保存的价值。

差别手艺蹊径电池的快充应用远景

充电的快慢和动力电池、充电桩、电动汽车整车、电网等整体手艺和设计要求都息息相关，其中最大的影响因素照旧在于电池。我们详细来讨论差别类型的动力电池在快充手艺偏向上的应用趋势。种种正极质料险些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，质料自己导电性能优异，但反应活性太高，因此对快充清静性提出了较大的挑战。

三元电池快充系统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”手艺，可实现15分钟内SOC从5%充电到85%，能量密度190Wh/kg，循环寿命凌驾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质料、高镍正极质料，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。通过充电战略设计，有用缩短充电时间，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。

凭证燃油车的使用习惯，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。现在市面上的纯电动乘用车大大都是半小时到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。

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，从质料上看，磷酸铁锂质料的本征电导率较量低，仅为三元质料的百分之一，需要对磷酸铁锂质料举行导电性优化才华知足快充的需求。但磷酸铁锂的质料成内情对较低，团结成熟的手艺配景及稳固的产品性能，有较为普遍的应用远景，代表企业有宁德时代、沃特玛等。

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施展空间不大。但关于客车、物流车、专用车等商用车现已选用磷酸铁锂系统而言，关于能量密度的提升并不是必需的，而快充则越来越体现出其主要性。

3、锰酸锂电池适用于插电式混动客车

锰酸锂电池具备功率性能、放电倍率性能、低温性能好，电压频率高的特点，且在三元上游原质料疯涨的态势下，锰酸锂的本钱优势正在逐步突显。但在能量密度、高温性能等方面仍然需要提升。近年来，锰酸锂快充电池在插电式混动客车领域占比增添显著，代表企业为中信国安(000839)盟固利、亿鹏新能源、微宏动力。

然而，锰酸锂电池在高温条件下循环性能欠佳，通过正极掺杂可以改善锰酸锂电池高温性能，但改性后的锰酸锂质料已非“原来的锰酸锂”了。业内常用“多元复合质料”，正极接纳三元质料和锰酸锂混淆系统，负极则接纳多孔复合碳，进一步提升快充的性能，但清静性仍然需要重点关注并一直提升刷新。

4、钛酸锂快充电池适用于纯电动客车

钛酸锂动力电池是以负极质料命名，正极接纳三元质料，以珠海银隆、微宏动力、天津捷威为典范企业。从性能来看，钛酸锂电池的低温性能优越、清静性和循环使用性能较好，作为快充电池的倍率性能也获得业界的一定。可是钛酸锂现在突出的问题有两点：其一，能量密度相对较低，在政策、市场均要求一直提升能量密度的压力下，目今钛酸锂的市场份额在整个动力电池市场中占较量低。其二，受高本钱的小金属质料如钛、镍、钴的影响，钛酸锂电池本钱显着要高于其他系统。

钛酸锂电池在循环寿命方面显着优于其他系统快充型电池，这因质料自己特征，即“零应变”特征决议。但其劣势显着，能量密度较低，能量密度只有三元系统的一半左右。再加之价钱偏高，现在大多是在快没收交上应用，后续亟需追求更高电压的正极质料及匹配电解液来解决此缺陷。

5、快充新偏向——钛铌氧化物负极质料

钛铌氧化物是基于钛酸锂的基础上研发爆发的，主要优势在于相关于钛酸锂理论容量175mAh/g，钛铌氧化物的理论容量在280mAh/g左右。

2017年10月，东芝官方宣布已乐成研发新一代车用锂离子电池，有望在2019年商用。该电池接纳钛铌氧化物质料，相对现在三元、磷酸铁锂等手艺，实现倾覆性前进。新电池具备能量密度高、充电效率快等优点，只需充电6分钟就能抵达90%的电量，可行驶320公里。现在锂电池平均需30分钟才华充至80%电量。

别的，“石墨烯电池”的看法一直较量火热，但行业内也保存争议。在锂电池中应用，石墨烯主要做负极活性子料和导电添加剂。单就快充能力来看，接纳石墨烯作为导电剂，或用石墨烯包覆磷酸铁锂/三元锂质料，能抵达较好快充效果。但综合本钱、工艺难度等指标来看，仍有很大挑战性。

快充产品市场远景

能量密度高，充电快，价钱自制，这是用户最期待的理想型动力电池产品。然而“鱼与熊掌不可兼得”，在现有的锂离子电池系统下，倍率性能、能量密度、寿命、清静性、价钱等动力电池最主要的五个指标都牢靠在较量稳固的雷达图内里，提高任何一个指标，其他的指标相对来说都会受到损失。

现在快充动力电池主要应用于新能源客车，因其对都会及受众单位选择性强，即有相对财力支持的都会或单位，较量倾向于快充型电池客车。但从市场生长潜力来看，未来乘用车、专用物流车的增速及市场规模将高于客车，因此未来快充型动力电池的消耗结构将会向这两类车型偏移。

凭证电池中国数据，2017年我国快充客车产量6486辆，电池装机量达597.52MWh，占新能源客车总量的6%。其中，快充客车产品充电倍率最高为6.42C。倍率在3C-5C车型产量为4771辆，电池装机量为480.68MWh;倍率在5C-10C车型产量为1715辆，电池装机量为116.84MWh。现在快充客车快充倍率主要集中在3C-5C之间。从电池类型来看，2017年快充客车的电池质料主要以钛酸锂为主，装机量为571.54Mwh，占比95.65%。

凭证2017年4种类型动力电池出货量，1.54GWh锰酸锂部分用于插电式混动汽车，部分知足小快充要求，16GWh三元电池汽车部分知足小快充要求。整体来看，三元快充电池适合乘用车，磷酸铁锂、钛酸锂等快充电池适合客车，锰酸锂快充电池适合插电式混动汽车，钛铌氧化物或是快充新偏向。