钜大LARGE | 点击量：2003次 | 2019年06月10日
电动车能快充吗？快充会影响电池吗？
锂离子电池（Li-ionBattery）由锂电池（LithiumBattery）发展而来。锂电池在人们的生活中由来已久，比如纽扣电池就属于锂电池。锂电池的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯，负极是金属锂。电池组装完成后电池即有电压，不再充电。锂电池一般禁止充电，因为其充电放电过程中容易形成锂枝晶，造成电池内部短路。
1992年，日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂化合物作正极的电池，在充放电过程中，只有锂离子，没有金属锂存在，也就是现在的锂离子电池。此后，日本索尼能源开发公司和加拿大Moli能源公司分别研制成功了新型的锂离子蓄电池（以下简称“锂电池”）。目前锂电池已广泛用于各类手持式电子产品和电动汽车上。
对于锂电池来说，性能好坏表现在两个指标上：一个是充放电倍率，代表了电池的充电速度；一个是能量密度，决定了一辆车能续航多少公里。然而，对这两项指标的盲目追求，很大程度上牺牲的是安全系数。
快速充电技术目前还没有出路
“这些着火的事件，至少有60%是在充电或充电刚刚结束的时候出的事，说明充电出了大问题。”国家863电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬表示。
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%
锂电池在充电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，正极负极不发生氧化反应。但是王子冬提出，现在充电的方法和使用过程充电都是用的氧化还原反应，不是锂电池遵循自身规律应该有的充电方法。此前王子冬团队的实验结果显示，使用现在的充电方法，大概能使电池寿命降低30%。因此在这样的情况下，王子冬认为不应当考虑用大电流充电。
锂电池的充放电倍率是指单位额定容量内的充放电电流，例如额定容量为100Ah的电池用20A充放电时，其充放电倍率就为0.2C。一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间，电流越大，充电越快，但同时电池发热现象也越严重。目前纯电动汽车的充电容量都是慢充化的，基本在0.3C到0.5C之间。另一方面，用过大的电流充电会造成容量不够满，这是因为电池内部的电化学反应需要时间。和倒啤酒的一样，倒太快会产生泡沫，反而倒不满。
北京大学新能源材料与技术实验室主任其鲁介绍，今天的多元正极金属复合氧化物电池要实现8分钟充电，理论上大概要用10C的倍率才能做到，“这个能量不可想象”。
这些技术瓶颈实际上并不是新问题，其鲁是中国锂电池研究领域的先锋人物之一，曾担任2008年奥运会清洁能源电动车用动力电池项目的首席科学家，早在北京奥运会时期，他们就针对各类问题做过各种实验。当时三元材料电池已经可以在5分钟内完成充电。在实验里，三元锂电池在快速充电的过程中，热量不能迅速释放，使得爆炸的可能性大大增加。考虑到安全问题，其鲁表示这种技术不能用到纯电动车上，只能用在电池混合动力车。
此外，动力电池的快充还面临着一个非常现实的问题——城市的电力基本设施无法满足个需求。假设一辆公交车用的是150kWh的电池，需要5分钟来充电，一辆公交车就需要100kW供电能力，如果同时有几百辆上千辆公交车一起充电，会对电网造成很大的冲击。
“今天的城市电网根本做不到这一点。”其鲁表示。
目前，王子冬的团队正研究充电过程中根据电池特性调整充电方法，改了不同的充电方法后，普通标准充电法充500次的电池寿命，在新方法下可以做到充电1000次，有效减缓了电池的衰减。所以王子冬表示，即便有很多瓶颈，锂电池一定会有特别适合自己的充电方法。
其鲁认为，现阶段最合适的是以车位为单位接线充电，两三个小时、五六个小时、甚至一个晚上，这是充电技术完全可以做到。通过先把安全可靠的充电方式发展起来，来推动电动汽车的稳步、安全、健康发展。
能量密度与安全性是一对矛盾
2018年2月，财政部、工信部等四部委联合发布《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，取消了对续驶里程150公里以下纯电动车的补贴，对续驶里程超过300公里的纯电动车补贴则增至3.4万元，超过400公里的车型补贴增至5万元。
美国加州大学戴维斯分校中国交通能源中心主任王云石分析，这意味着纯电动车在达到与汽油车类似的续驶里程后，续驶里程越长越好。新政策可能希望通过对动力电池系统能量密度的要求，来推进动力电池的发展。
锂电池的能量密度（Wh/kg）是指单位重量的电池能储存的能量多少，主要由电池的材料特性决定。按普通铅酸电池的能量密度约为40Wh/kg计算，如果使用铅酸电池驱动家用汽车行驶200公里以上，则需要将近1吨的电池。因此把电池重量控制在一定范围的前提下，电池的能量密度越大，汽车的续航里程就越长。
能量密度数值理应是越高越好，但电池是能量高度集中的小型装置，当更小体积里聚集更多能量时，如果使用不当，比如温度升高或突然遇到剧烈碰撞，其产生的后果甚至可以和炸弹相提并论。
根据新能源研究院真锂研究发布的最新数据，2018年6月份之后，120Wh/kg的电池包的装机量占比达到了约95%，而一年前的6月该比重仅为7.3%。也就是说国内电池系统能量密度的进步数以“惊人的速度”远远超过了海外。
