撰文 | 奚筱林 編輯｜馬青竹

有人說，超充/閃充是一場營銷。但不能忽略的是，電池材料、電化學體系和系統(tǒng)工程的確一直在革新。

還有人說，5C、6C的速度已經(jīng)夠了，沒有必要再快了。但人類永遠追求效率，電池技術創(chuàng)新還得繼續(xù)搞。

而且，中國電池不做，日韓也會做。LG在去年底研發(fā)出一種新型鋰金屬電池電解質，據(jù)說解決了枝晶問題。

但有一說一，超充確實不是可見即可得的技術紅利。普通人有限的物理知識，很難泛化到復雜的商業(yè)場景上。

如果兩家頭部電池企業(yè)的工程話術晦澀難懂，國軒高科的測試數(shù)據(jù)和解決方案，可能對C端用戶來說更好理解。

基于最新發(fā)布的G刻二代超快充電池（支持最高12C），國軒高科針對不同充電習慣對電池壽命的實際影響進行了測試：

以90% 電池健康度（SOH）為基準，若每次充電都使用超充，循環(huán)壽命約為700次；

使用一次超充與一次常規(guī)充（2C）交替，循環(huán)壽命提升至約1000次；

使用一次超充與三次常規(guī)充（2C）交替，循環(huán)壽命提升至約1300次。

根據(jù)國家標準，動力電池以1C充放電進行循環(huán)測試，500次時SOH不能低于90%，1000次時SOH不能低于80%。

“絕大多數(shù)私家車一年的行駛里程不會超過2萬公里，10年也就20萬公里，換算成循環(huán)次數(shù)大概只有300-400次。”

國軒高科工研總院常務副院長曹勇說，行業(yè)在做超充電池的時候，已經(jīng)考慮到了安全和壽命的冗余，消費者可以放心充、放心用。

他認為，超充是效率和壽命的博弈，如何取得平衡才更重要。還提出一個另類的觀點：PK時間意義不大。

溫度：高也不成，低也不成

影響電池壽命的因素有很多，最主要的外部因素就是溫度。高溫會觸發(fā)電解液不可逆分解，引發(fā)SEI膜陷入“死亡循環(huán)”。

因此，想要保護電池壽命，就要控制溫升。

關于解決方案，大家似乎也達成了共識：從單體層面降低內(nèi)阻。

寧德時代通過SEI基因定向編輯技術和層拓石墨技術，從材料基因層級對電池進行了系統(tǒng)重構，把磷酸鐵鋰電芯的平均內(nèi)阻做到了0.25毫歐。

比亞迪優(yōu)化了正負極材料，通過納米級包覆、晶格調(diào)控等技術，打造“鋰離子高速通道”，降低電芯內(nèi)阻。

國軒高科通過三維導電網(wǎng)絡的設計，電解液配方優(yōu)化，以及結構的降阻，將電芯的DCR相比上一代降低25%。

但正如硬幣有兩面，溫度也不是越低越好。

鋰離子在電解液中的傳輸速度，以及石墨負極的嵌鋰反應速率，決定了電池的充電效率，而溫度是影響離子傳輸速率的關鍵。

因此，想要實現(xiàn)更快的充電速度，就必須提高電池的工作溫度。

一邊得降溫護著電池壽命，另一邊得升溫趕著充電速度，這事兒打根兒上就擰巴，但總歸得找到一個能兩頭兼顧的平衡點。

國軒高科通過測試，找到了這個平衡點。

最新發(fā)布的第五代磷酸鐵鋰電池，在無任何主動冷卻的條件下，按照10%-80%電池荷電狀態(tài)（SOC）：

等效倍率4C充電時，電芯內(nèi)部最高溫度為42℃，循環(huán)次數(shù)為1200次；

等效倍率升至6C后，電芯內(nèi)部最高溫度為58℃，循環(huán)次數(shù)減少到1000次；

當?shù)刃П堵蕘淼?.5C，最高溫度已接近70℃，循環(huán)次數(shù)驟降至700次。

由此得出結論，在當前磷酸鐵鋰材料體系下，鋰離子傳輸速度在70℃時達到峰值，充電效率最高；超過70℃后，電解液分解速度急劇加快，電池壽命出現(xiàn)斷崖式下跌。

曹勇進一步解釋道：“六氟磷酸鋰從60℃開始會緩慢分解，70℃以后分解速度呈指數(shù)級上升。分解產(chǎn)生的氫氟酸持續(xù)腐蝕SEI膜，SEI膜破損重組則不斷消耗活性鋰。“

所以他才會說，高溫既是快充的催化劑，也是電池壽命的腐蝕劑。

熱管理技術還能進步

當然，上面的數(shù)據(jù)只是基于單體電池測試所得。現(xiàn)實工況下，電池熱管理系統(tǒng)的作用不可忽視。

比亞迪二代刀片電池的全溫域智能熱管理系統(tǒng)，采用銅箔和鋁箔并列導熱、復合直冷加液冷等技術，提高電芯和電池包的散熱效率。

寧德時代研發(fā)出電芯肩部冷卻方案，通過拓撲仿真精準定位充電時發(fā)熱最集中的極耳位置，進行針對性冷卻，冷卻效率提升20%以上。

國軒高科的G刻二代超快充電池，采用天地雙端冷卻技術，電芯上下表面同步散熱，相比傳統(tǒng)的底部單面冷卻，換熱面積增加100%。

不過，當前的熱管理技術還是繞不開一個極限問題：熱量的產(chǎn)生只需要幾分鐘，而帶走這些熱量需要更長的時間。

國軒高科對電池包的“系統(tǒng)溫度”進行了測試：G刻二代超快充電池在峰值12C、平均8.5C快充條件下，整個系統(tǒng)的最高溫度，從單體測試的70℃，降至65℃左右。

曹勇直言，這已經(jīng)是當前整車熱管理系統(tǒng)的極限，由于超充時間太短，沒有辦法及時帶走電池內(nèi)部的全部熱量。

他說：“即使將冷卻液溫度降至10-15℃，也只能有限提升散熱速度。但這樣做會大量消耗電池電量，反而降低實際續(xù)航。”

另一組對比測試數(shù)據(jù)顯示，單體電池在超充時，電芯溫度超過60℃的時間，大約為6.9分鐘。

配備冷卻系統(tǒng)的情況下，對整個電池包進行超充，電芯溫度超過60℃的時間為6分鐘，僅減少了0.9分鐘。

目前，新能源汽車熱管理技術還沒有出現(xiàn)能夠突破這一極限的顛覆性方案，各技術路線（如空氣冷卻、液體冷卻、相變冷卻、復合冷卻等）差異較大，各有適配場景。

未來，隨著熱管理技術在材料創(chuàng)新、環(huán)保冷媒、智能調(diào)控、能量回收等方面持續(xù)優(yōu)化，提升散熱效率的同時降低能耗，系統(tǒng)散熱表現(xiàn)也將繼續(xù)進步。

被忽視的日歷壽命

最后我們回到曹勇的觀點，為什么說PK時間沒有意義。

此前，我們提到電池壽命的時候，談論的基本都是循環(huán)壽命。然而一個決定電池全生命周期價值的關鍵指標卻被忽略了，那就是日歷壽命。

循環(huán)壽命，指的是電池在特定充放電循環(huán)條件下，當實際可用容量衰減至額定容量的80%時，所經(jīng)歷的充放電循環(huán)總次數(shù)。

日歷壽命，用于描述電池在未使用（擱置）狀態(tài)下的容量衰退，與充放電次數(shù)無關，主要取決于材料的化學穩(wěn)定性和存儲條件。

過去，長壽命電池多用于儲能、客車、商用車領域，如特斯拉儲能系統(tǒng)Megapack日歷壽命質保20年。而在乘用車領域，卻鮮有人關注這個維度。

曹勇表示，絕大多數(shù)私家車一年的行駛里程不會超過2萬公里，10年也就20萬公里，換算成循環(huán)次數(shù)大概只有300-400次。

在他看來，這種用車方式對于循環(huán)壽命的要求其實并不高，真正決定車電是否同壽的是日歷壽命。

而提升日歷壽命與超充性能之間存在天然矛盾。

為了延長日歷壽命，需要使用化學性質更穩(wěn)定的負極材料和電解液配方，減少副反應的發(fā)生，如鈦酸鋰。但這些材料通常離子電導率較低，會限制充電速度。

反之，為了提升充電速度，便需要使用高倍率負極材料和高活性電解液。然而這些材料的化學穩(wěn)定性較差，日歷壽命會相應縮短。

二者注定是無法兼得的，因此國軒高科在開發(fā)第五代磷酸鐵鋰電池時，針對這兩種需求推出了兩條技術路線：

G刻二代超快充電池適合充電不便的用戶，支持最高12C超充，10%-80%充電最快僅需4.9分鐘，10%-97%僅需8.7分鐘。

G擎超長壽命電池適合有家樁的用戶，乘用車版本（非營運車輛）可實現(xiàn)12年不限里程質保，常溫下循環(huán)次數(shù)超4000次，高溫下循環(huán)次數(shù)也能達到3000次。

結語

超充技術經(jīng)過多年發(fā)展，到今天已經(jīng)足夠成熟可靠。行業(yè)通過材料革新、系統(tǒng)優(yōu)化和充足的壽命冗余，把超充對電池的影響控制在了合理范圍內(nèi)，大家完全不用談虎色變。

但也沒必要為了一兩分鐘的充電速度盲目追高。對于絕大多數(shù)用戶來說，日常充電以家用慢充為主，超充更多是應急補充，極致的快充性能在大部分場景下其實用不上。

國軒高科用最直白的測試數(shù)據(jù)，把復雜的技術邏輯講給我們聽。讓我們既能安心享受技術進步帶來的補能便利，又能根據(jù)自己的用車節(jié)奏做出理性選擇。

—THE END—

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