钜大LARGE | 点击量：2359次 | 2019年02月23日
石墨烯电池能否实现超快速充电？
导读：动力电池的充电速度由动力电池本身使用的电极材料、充电桩充电功率、动力电池温度三点决定。石墨烯电池具备超快速充电的能力，但石墨烯的量产依旧是难题。
电动汽车在国家政策的推动下开始加速发展，而对于刚刚接触纯电动汽车的消费者而言，最为关心的还是充电时间和续航里程的问题。但在目前的技术水平下，充电时间与续航里程往往难以兼得，因此在动力电池的发展过程中出现了两种不同的性能取向，一种更加专注于增加增加动力电池的能量密度，从而增加续航里程;而另一种则更加专注于改善动力电池的充电性能，以缩短电动汽车的充电时间。
对于国内电动汽车的发展现状而言，充电桩的布局大多集中在市区当中，大多数消费者选择电动汽车主要也是作为上下班的代步工具，因此可能更多的电动车消费者对于充电速度有着更高的期待，而续航里程基本能够满足使用需求。那么，当下影响动力电池充电速度的因素有哪些?又有没有哪些黑科技能够让动力电池具备极快的充电速度呢?
影响动力电池充电速度的因素有哪些?
1.由动力电池本身使用的电极材料决定：
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%
要说影响动力电池充电速度的因素，动力电池本身所使用的材料起到了至关重要的作用。充电时，锂离子需要加速瞬时嵌入到负极，这对动力电池负极快速接收锂离子的能力有着很大的挑战。因此，若要想提高动力电池的充电速度，其电池电极材料的应用成为了关键。
动力电池具备更高的充电速率，就意味着电极材质较为活跃，日常使用当中、特别是充电过程当中可能会带来更多的不稳定性以及更大的发热量。因此，通过改善电极材质达到提升充电速率的方式，会导致动力电池成本的直线上升。
2.由充电桩充电功率决定：
既然充电是一个充电桩与电动汽车交互的行为，那么充电桩也会影响充电速度的快慢。因不同运营商的充电桩，能够输出的充电功率也不同。在动力电池能够兼容的情况下，更高的充电功率能够直接影响充电速度。
例如保时捷在近期发布的800V超快速充电技术，其能够在20分钟的充电时间下获得400公里的续航里程，而其充电速度快的主要原因，就是在于其采用了相比目前快速充电系统高出一倍的充电功率。但更高功率的充电桩将会在短时间内消耗大量电网资源，大面积的应用也会对电网造成巨大负荷。
3.由动力电池温度决定：
动力电池的充电、放电，实质上是一种可逆的化学反应，而化学反应在不同的环境温度下会呈现出不同的反应速度。动力电池低于理想使用温度时，低温会降低电极的活跃性，导致充电速度降低;而高于动力电池使用温度时，电极会过于活跃产生诸多不稳定的因素，存在一定风险。目前，市面上已经有一部分电动汽车具备动力电池加热及制冷系统，能够在低温或高温环境当中保证稳定的充电速度。
想要实现动力电池快速充电有哪些新的方向?
目前提升动力电池充电速度的主要方向依然在使用新型电极材料上，若仅仅提升充电功率而电池无法获得如此之快的转化速度，也就将前期发展电动汽车产业的宝贵资源，白白浪费在了建设用不了的充电桩当中。那么目前都有哪些新型的电极材料，能够有效提升动力电池的充电速度呢?
1.钛铌氧化物负极材料：
钛铌氧化物是基于钛酸锂的基础上研发而来的，主要优势在于相对于钛酸锂理论容量175mAh/g，钛铌氧化物的理论容量在280mAh/g左右。
去年10月，东芝宣布成功研发新一代车用锂离子电池，有望在2019年商用。该电池正是采用了钛铌氧化物材料，相对目前三元、磷酸铁锂等技术，其实现了颠覆性进步。新电池具备能量密度高、充电效率快等优点，只需充电6分钟就能达到90%的电量，可行驶320公里。目前锂电池平均需30分钟才能充至80%电量。
2.石墨烯负极材料：
石墨烯在锂电池的应用中，主要做负极活性材料和导电添加剂，可以大幅改善导电情况，降低内阻，提升放电及充电速率，容量更高。近期，三星发布了一则报告称，目前已研发出了基于石墨烯材料的新电池技术，基于石墨烯材质所造的电池将会比目前市面上的普通电池高出45%的容量，能够在提高容量的同时拥有比标准充电速度快5倍的充电速度。
但目前的科技水平，在石墨烯的提取过程中仍然存在着很多难题，并无法实现量产，提炼的过程当中也可能带来很大的环境污染问题。因此，石墨烯动力电池若要实现应用还有很长的路要走。
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