钜大LARGE | 点击量：536次 | 2022年08月11日
CATL如何做快充动力锂电池创新
让动力电池兼顾高能量密度与快充特性，是解除消费者里程焦虑的重要途径，也是业界一直在努力探索的课题。宁德时代(下称“CATL”)凭借超强研发实力，率先给出了极具创新的解决方案。
3月26日，电动汽车大功率充电试点专题研讨会在宁德成功召开。来自于中国电力企业联合会、中国汽车技术研究中心、中国充电联盟等多家行业机构，国内外知名整车企业，充电设施及连接器生产企业的50余名专家代表共同参与了会议讨论。
在会议现场，CATL向参会代表展示了采用“超级铁锂+高能量密度快充石墨”体系的EnerSpeedy超级铁锂电池的充电过程。该产品是60Ah的超级铁锂电池，可进行5C充电，演示过程用时7分12秒，就完成了20%至80%的充电，而20%到100%充电，仅耗时13分8秒。
CATL打破常规，突破了磷酸铁锂—石墨体系不能快速充电的技术瓶颈，在保持磷酸铁锂高能量密度、高安全性、长寿命等优点基础上，实现了5C倍率快速充电。CATLEnerSpeedy超级铁锂电池的综合性能得到了参会专家的高度认可。
能量密度方面，CATL超级铁锂电池系统能量密度也比较有优势，其中，5C速能型产品在70Wh/kg以上，3C高能型产品在115Wh/kg以上，而市场上常见的快充电池系统能量密度仅在40-60Wh/kg之间。能量密度高意味着配备相同重量的电池包，可以大大提高电动车续航里程，减少充电次数。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
循环寿命方面，考虑到公交车应用工况比较苛刻，平均每天满充满放次数约2次，粗算下来，满足8年运营需求，电池循环需要5600次以上。CATL开发的超级铁锂电芯循环寿命可达10000循环，不仅能完全满足电动车运营需求，电动车退役后还可用于储能等梯次利用，给客户带来更多经济价值。
耐候性方面，为满足北方冬天低温充电和南方夏天高温工况的要求，CATL专门开发了高效热管理系统，确保电池处于合理的温度区间。低温时可快速为电芯加热，温度达到要求即可开启快充模式；高温时，系统会给电芯降温，真正做到“全气候”的快充。
正因如此，CATL的快充超级铁锂电池得到了本次参会代表的高度认可，多家整车企业表示将积极推动与CATL在大功率充电产品方面开展合作。
技术上，CATL到底如何实现这一套创新快充解决方案的突破？
众所周知，普通化学体系的电池在快充时，负极会产生副产物，从而影响电芯的循环和稳定性，只能采用可承受快充大电流的负极材料来做到快充。所以在很多人的认知中，“磷酸铁锂+石墨”体系似乎不太适合用于快充电池。
对此，CATL快充项目负责人王博士解释，快充的重点在负极，而对于正极的选择，无论是选三元还是选择磷酸铁锂，都不会影响快充的性能发挥，还有它的可靠性。所以快充技术的核心，在于通过化学体系及设计优化，加速锂离子在正负极间移动的速度，减少或者阻断负极副产物的产生。
“但说磷酸铁锂不适合做快充，又有一定的道理，因为传统的磷酸铁锂导电性比较差，造成快充时发热。”王博士补充道，所以针对以上两个问题，CATL通过深入的技术研究，创新性地给出了解决方案。
在负极石墨表面，CATL采用了“快离子环”技术修饰，修饰后的石墨兼顾超级快充和高能量密度的特性，快充时负极不再出现副产物，所以大大提高锂离子在石墨层的嵌入速度，从而实现优异倍率性能、高能量密度及长循环寿命。
此外，CATL开发的快充产品搭载自主研发的热管理系统，准确设定不同温度和SOC下的“健康充电区间”，极大拓宽锂电池的运营温度，从而实现“全气候”快充。
CATL超级铁锂快充产品已经批量应用，积累了丰富的应用经验，目前已有2600余台搭载CATL超级快充产品的电动大巴在市场上运行，运行状态良好，得到了整车企业和公交用户的好评。
除此之外，CATL也开发了用于乘用车的基于三元体系的快充电池，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，下一步在保证4C快充前提现，能量密度可继续提升至210Wh/kg。该快充技术将首先用于电动出租车市场，实现350KM续航、30分钟内完成充电。目前多家乘用车企业正与CATL开展快充产品开发的合作。
