目前,電動車續航里程普遍較短,用戶充電頻率非常頻繁。因此,充電時間的長短對用戶的消費體驗同樣至關重要。隨著新能源產業的不斷推進,提高電池比容量和功率的市場需求日益迫切,能否有效解決用戶的使用焦慮,關系著新能源汽車能否走出小眾市場,贏得更加廣泛的消費市場認可。
在此背景下,快充技術開始進入到大家視野,政策對快充技術扶持同樣不遺余力,例如2017年1月1日正式實施新的財政補貼方案中,新增的快充類新能源客車每千瓦時補貼額度為3000元,較非快充類高出67%。
在政策和用戶導向下,電池企業也積極推進快充技術的開發。當下主流快充動力電池技術有三種:第一類鈦酸鋰動力電池,正極采用三元材料,負極采用鈦酸鋰,快充倍率獲得市場肯定。以珠海銀隆鈦酸鋰電池為例,6-15分鐘即可充滿電,只不過成本高和低能量密度缺陷同樣明顯。
第二類多元復合材料快充電池,正極采用三元材料和錳酸鋰混合體系,負極則采用多孔復合碳,由于多孔復合碳的比表面積比傳統石墨的要高出20倍,從而進一步提升快充的性能。不過,同樣也存在循環壽命短和安全性問題。
第三類磷酸鐵鋰快充電池,在成熟體系內進行優化和潛力挖掘,正負極采用小粒徑、大比表面積材料,以滿足鋰離子快速嵌入和脫出,降低電解液黏度以提高鋰離子遷移速率;材料成本相對較低,再結合成熟的技術及穩定的產品性能,磷酸鐵鋰快充電池發展潛力巨大。
2017年前三批《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》中,累計有近40款客車快充倍率均在5C以上,目前快充動力電池主要應用于新能源客車,尤其是公交系統的成功應用,獲得市場驗證,并已經形成規模效應。
盡管,高倍率快充技術應用于乘用車和專用車市場的占比限制還很小,但延伸的趨勢非常明顯,未來潛力和提升空間巨大。
不過快充技術發展也面臨著重重阻礙,首先是功率越高對電池質量的要求也越高,快充大電流下電池的反應條件苛刻劇烈,偏離平衡態較遠,對于電池的壽命有較大的損失,安全系數會明顯下降。
放眼未來,快充技術的提升對整車電氣安全、電池安全、充電安全、電網安全帶來重大技術挑戰,這既需要制定科學合理的充電技術標準,也需要我國快充技術的深入研發。中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高指出,2020年電動車與燃油車全方位的競爭,快充功率能否達標顯得至關重要。