[汽車之家 深評] 電動汽車在使用中，消費者最為擔心的還是充電時間和續航里程的問題，在目前的技術水平下，充電時間與續航里程難以兼得，因此動力電池也就發展出了兩條路線，一種是專注續航里程的比能量派，主要是通過不斷的提高鋰離子電池的比能量，從而增加電動汽車的續航里程；第二種是專注減少充電時間的快充派，主要是通過改善鋰離子電池的快充性能，縮短電動汽車的充電時間。隨著技術進步和對鋰電池材料的深入研究，快充技術曾經遇到的難題可能也會一一迎刃而解。
●《深評問道》是什么？
《深評問道》是汽車之家首個面向行業端用戶打造的節目，特約汽車行業資深從業者執筆，獨家解析／揭秘行業大事件。除了熱鬧表象，我們更想向您呈現對事物本質、因果以及未來可能性的探究和思考。
本期行業評論員——史晨星，獨立評論人&投資人，專注新能源汽車產業鏈投資并購及投后管理，現任東旭集團旭江科技總經理。
30秒讀懂全文：
●綜合多方意見，可以定義充電倍率小于1.6C為慢充，1.6C-3C為小快充，3C以上為快充。
●不同技術路線的快充型動力電池各有優劣，適用不同的新能源產品。
●三元快充電池適合乘用車，鈦酸鋰等適合客車，鈦鈮氧化物或將是快充新方向。
●目前快充型電池主要在客車領域應用較多，未來快充型動力電池的消費結構將會向用車、專用物流車偏移。
一、如何理解快充？
要理解快充，一個專業術語是逃不掉的——充放電倍率C，可以簡單理解為充、放電的速率。鋰離子電池的充放電倍率，決定了我們可以用多快的速度，將一定的能量存儲到電池里面，或者以多快的速度，將電池里面的能量釋放出來。
根據2018年新能源汽車補貼政策，充電倍率小于3C的屬于非快充類純電動客車，充電倍率高于（含）3C則屬于快充類純電動客車類。但快充的補貼劃分只針對新能源客車，無乘用車和物流車標準。
| 2018年快充類純電動客車補貼標準 | |||||||
| 車輛類型 |
中央財政補貼標準 （元/kWh） |
快充倍率 |
中央財政單車補貼上限（萬元） | ||||
| 快充類純電動客車 | 2100 | 3C-5C（含） | 5C-15C（含） | 15C以上 | 6＜L≤8m | 8＜L≤10m | L＞10m |
| 中央財政補貼調整系數 | 4 | 8 | 13 | ||||
| 0.8 | 1 | 1.1 | |||||
根據業界及寧德時代的定義，電動汽車快充是指充電電流大于1.6C的充電方式，也就是從0%充電到80%時間小于30分鐘的技術。筆者綜合多方意見，提出充電倍率小于1.6C為慢充，1.6C-3C為小快充，3C以上為快充。多數電動乘用車都能達到“小快充”，快充型客車的充電倍率則大部分集中在3C-5C。
如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就像優秀的運動健將，在搖椅的兩端來回奔跑。充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經過電解液運動到負極。作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，以供到達負極的鋰離子嵌入。嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。
快充時，鋰離子需要加速瞬時嵌入到負極。這對負極快速接收鋰離子的能力挑戰很大。普通化學體系的電池在快充時負極會出現副產物，影響電芯的循環和穩定性。能量密度與功率密度，在同一只電池中可以說是顧此失彼的兩個方向。
無論是國家政策導向還是企業技術布局，普遍追求高能量密度。當動力電池的能量密度足夠高，一臺車裝載電量足夠大，可以避免所謂“里程焦慮”，對于快速充電的需求就會降低。但是，電量大了，如果成本沒有降下來也很難被市場接受。因此，如果能在控制好電池成本的前提下，用便捷的充電能力+適用的續航里程，就能極大緩解用戶焦慮，這樣一來快充就有存在的價值。
二、不同技術路線電池的快充應用前景
充電的快慢和動力電池、充電樁、電動汽車整車、電網等整體技術和設計要求都息息相關，其中最大的影響因素還是在于電池。我們具體來討論不同類型的動力電池在快充技術方向上的應用趨勢。各種正極材料幾乎都可以用來制造快充型電池，但適用性和優劣各不相同。
1、三元快充型電池更適用于電動乘用車
三元電池因其有較高的能量密度更受到重視，材料本身導電性能優異，但反應活性太高，因此對快充安全性提出了較大的挑戰。
三元電池快充體系的代表企業有寧德時代、比克等。寧德時代研發了“超導電子網”和“快離子環”技術，可實現15分鐘內SOC從5%充電到85%，能量密度190Wh/kg，循環壽命超過2500次，主要應用領域為乘用車，預計2018年內具有批量生產的能力。
比克今年5月最新推出的3.0高能芯通過引入硅系負極材料、高鎳正極材料，以及專門開發的電解液，其能量密度高達近250Wh/kg，可實現500公里超長續航里程。通過充電策略設計，有效縮短充電時間，提高充電效率。在極端的應急模式下，充電10分鐘可行駛60公里。
按照燃油車的使用習慣，要實現充電時間在10-20分鐘以內完全充滿電，充電倍率至少需要3-6C之間。目前市面上的純電動乘用車大多數是半小時到1小時充滿80%電量，比以前兩三小時的充電時間已提升了不少，未來有望進一步壓縮到20分鐘內。
| 部分“小快充”車型列表 | ||||
| 車企 | 車型 | 工況續航里程 | 充電模式 | 快充時間 |
| 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% |
| 比亞迪 | 宋EV400 | 360km | 慢／快充 | 40min充80% |
| 江淮 | iEVA50 | 400km | 慢／快充 | 90min充80% |
| 長安 | CS15EV | 300km | 慢／快充 | 45min充80% |
| 奇瑞 | 瑞虎3xe 480 | 400km | 慢／快充 | 30min充80% |
| 上汽 | 榮威Ei5 | 301km | 慢／快充 | 40min充80% |
| 制表：汽車之家行業評論員（據公開資料整理） | ||||
2、磷酸鐵鋰快充乘商均可用
磷酸鐵鋰在快充領域不具有先天優勢，從材料上看，磷酸鐵鋰材料的本征電導率比較低，僅為三元材料的百分之一，需要對磷酸鐵鋰材料進行導電性優化才能滿足快充的需求。但磷酸鐵鋰的材料成本相對較低，結合成熟的技術背景及穩定的產品性能，有較為廣泛的應用前景，代表企業有寧德時代、沃特瑪等。
| 主要企業 |
技術路線 | 單體能量密度 | 裝配車型充電倍率 |
| 寧德時代 | 正極“超電子網”技術：采用涂碳鋁箔，降低接觸內阻，提升正極材料電子傳輸能力；負極“快離子環”技術：采用不同石墨負極顆粒混合，較高的孔隙率使保液量增大，離子通道更多，傳輸更快，倍率更好。 | 150Wh/kg | 3-5C |
| 沃特瑪 | 正極使用粒徑100~300nm磷酸鐵鋰材料，使鋰離子擁有更快的遷移速度，能夠更大倍率充放電；負極采用粒徑更小的人造石墨進行碳包覆，小粒徑有利于鋰離子的脫離和嵌入。 | 130Wh/kg | 3-5C |
| 制表：汽車之家行業評論員 （據公開資料整理） | |||
受限于理論能量密度的極值限制，磷酸鐵鋰未來在能量密度方面的發揮空間不大。但對于客車、物流車、專用車等商用車現已選用磷酸鐵鋰體系而言，對于能量密度的提升并不是必須的，而快充則越來越體現出其重要性。