電動汽車在使用中，消費者最為擔心的還是充電時間和續(xù)航里程的問題，在目前的技術水平下，充電時間與續(xù)航里程難以兼得，因此動力鋰電池也就發(fā)展出了兩條路線，一種是專注續(xù)航里程的比能量派，重要是通過不斷的提高鋰離子電池的比能量，從而新增電動汽車的續(xù)航里程;第二種是專注減少充電時間的快充派，重要是通過改善鋰離子電池的快充性能，縮短電動汽車的充電時間。隨著技術進步和對鋰離子電池材料的深入研究，快充技術曾經遇到的難題可能也會一一迎刃而解。

●綜合多方意見，可以含義充電倍率小于1.6C為慢充，1.6C-3C為小快充，3C以上為快充。

●不同技術路線的快充型動力鋰電池各有優(yōu)劣，適用不同的新能源產品。

●三元快充電池適合乘用車，鈦酸鋰等適合客車，鈦鈮氧化物或將是快充新方向。

●目前快充型電池重要在客車領域應用較多，未來快充型動力鋰電池的消費結構將會向用車、專用物流車偏移。

一、如何理解快充?

要理解快充，一個專業(yè)術語是逃不掉的充放電倍率C，可以簡單理解為充、放電的速率。鋰離子電池的充放電倍率，決定了我們可以用多快的速度，將一定的能量存儲到電池里面，或者以多快的速度，將電池里面的能量釋放出來。

根據2018年新能源汽車補貼政策，充電倍率小于3C的屬于非快充類純電動客車，充電倍率高于(含)3C則屬于快充類純電動客車類。但快充的補貼劃分只針對新能源客車，無乘用車和物流車標準。

根據業(yè)界及寧德時代的含義，電動汽車快充是指充電電流大于1.6C的充電方式，也就是從0%充電到80%時間小于30分鐘的技術。筆者綜合多方意見，提出充電倍率小于1.6C為慢充，1.6C-3C為小快充，3C以上為快充。多數電動乘用車都能達到小快充，快充型客車的充電倍率則大部分集中在3C-5C。

假如我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就像優(yōu)秀的運動健將，在搖椅的兩端來回奔跑。充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經過電解液運動到負極。作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，以供到達負極的鋰離子嵌入。嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。

快充時，鋰離子要加速瞬時嵌入到負極。這對負極快速接收鋰離子的能力挑戰(zhàn)很大。普通化學體系的電池在快充時負極會出現(xiàn)副產物，影響電芯的循環(huán)和穩(wěn)定性。能量密度與功率密度，在同一只電池中可以說是顧此失彼的兩個方向。

無論是國家政策導向還是公司技術布局，普遍追求高能量密度。當動力鋰電池的能量密度足夠高，一臺車裝載電量足夠大，可以防止所謂里程焦慮，關于快速充電的需求就會降低。但是，電量大了，假如成本沒有降下來也很難被市場接受。因此，假如能在控制好電池成本的前提下，用便捷的充電能力+適用的續(xù)航里程，就能極大緩解用戶焦慮，這樣一來快充就有存在的價值。

二、不同技術路線電池的快充應用前景

充電的快慢和動力鋰電池、充電樁、電動汽車整車、電網等整體技術和設計要求都息息相關，其中最大的影響因素還是在于電池。我們具體來討論不同類型的動力鋰電池在快充技術方向上的應用趨勢。各種正極材料幾乎都可以用來制造快充型電池，但適用性和優(yōu)劣各不相同。

1、三元快充型電池更適用于電動乘用車

三元電池因其有較高的能量密度更受到重視，材料本身導電性能優(yōu)異，但反應活性太高，因此對快充安全性提出了較大的挑戰(zhàn)。

三元電池快充體系的代表公司有寧德時代、比克等。寧德時代研發(fā)了超導電子網和快離子環(huán)技術，可實現(xiàn)15分鐘內SOC從5%充電到85%，能量密度190Wh/kg，循環(huán)壽命超過2500次，重要應用領域為乘用車，預計2018年內具有批量生產的能力。

比克今年五月最新推出的3.0高能芯通過引入硅系負極材料、高鎳正極材料，以及專門開發(fā)的電解液，其能量密度高達近250Wh/kg，可實現(xiàn)500公里超長續(xù)航里程。通過充電策略設計，有效縮短充電時間，提高充電效率。在極端的應急模式下，充電10分鐘可行駛60公里。

按照燃油車的使用習慣，要實現(xiàn)充電時間在10-20分鐘以內完全充滿電，充電倍率至少要3-6C之間。目前市面上的純電動乘用車大多數是半小時到1小時充滿80%電量，比以前兩三小時的充電時間已提升了不少，未來有望進一步壓縮到20分鐘內。

2、磷酸鐵鋰快充乘商均可用

磷酸鐵鋰在快充領域不具有先天優(yōu)勢，從材料上看，磷酸鐵鋰材料的本征電導率比較低，僅為三元材料的百分之一，要對磷酸鐵鋰材料進行導電性優(yōu)化才能滿足快充的需求。但磷酸鐵鋰的材料成本相對較低，結合成熟的技術背景及穩(wěn)定的產品性能，有較為廣泛的應用前景，代表公司有寧德時代、沃特瑪等。

受限于理論能量密度的極值限制，磷酸鐵鋰未來在能量密度方面的發(fā)揮空間不大。但關于客車、物流車、專用車等商用車現(xiàn)已選用磷酸鐵鋰體系而言，關于能量密度的提升并不是必須的，而快充則越來越體現(xiàn)出其重要性。

3、錳酸鋰離子電池適用于插電式混動客車

錳酸鋰離子電池具備功率性能、放電倍率性能、低溫性能好，電壓頻率高的特點，且在三元上游原材料瘋漲的態(tài)勢下，錳酸鋰的成本優(yōu)勢正在逐步突顯。但在能量密度、高溫性能等方面仍然要提升。近年來，錳酸鋰快充電池在插電式混動客車領域占比上升顯著，代表公司為中信國安盟固利、億鵬新能源、微宏動力。

然而，錳酸鋰離子電池在高溫條件下循環(huán)性能欠佳，通過正極摻雜可以改善錳酸鋰離子電池高溫性能，但改性后的錳酸鋰材料已非原來的錳酸鋰了。業(yè)內常用多元復合材料，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，進一步提升快充的性能，但安全性仍然要重點關注并不斷提升改進。

4、鈦酸鋰快充電池適用于純電動客車

鈦酸鋰動力鋰電池是以負極材料命名，正極采用三元材料，以珠海銀隆、微宏動力、天津捷威為典型公司。從性能來看，鈦酸鋰離子電池的低溫性能優(yōu)越、安全性和循環(huán)使用性能較好，作為快充電池的倍率性能也得到業(yè)界的肯定。但是鈦酸鋰目前突出的問題有兩點：其一，能量密度相對較低，在政策、市場均要求不斷提升能量密度的壓力下，當前鈦酸鋰的市場份額在整個動力鋰電池市場中占比較低。其二，受高成本的小金屬材料如鈦、鎳、鈷的影響，鈦酸鋰離子電池成本明顯要高于其他體系。

鈦酸鋰離子電池在循環(huán)壽命方面明顯優(yōu)于其他體系快充型電池，這因材料本身特性，即零應變特性決定。但其劣勢明顯，能量密度較低，能量密度只有三元體系的一半左右。再加之價格偏高，目前大多是在快充公交上應用，后續(xù)亟需尋求更高電壓的正極材料及匹配電解液來解決此缺陷。

5、快充新方向鈦鈮氧化物負極材料

鈦鈮氧化物是基于鈦酸鋰的基礎上研發(fā)出現(xiàn)的，重要優(yōu)勢在于相關于鈦酸鋰理論容量175mAh/g，鈦鈮氧化物的理論容量在280mAh/g左右。

2017年十月，東芝官方宣布已成功研發(fā)新一代車用鋰離子電池，有望在2019年商用。該電池采用鈦鈮氧化物材料，相對目前三元、磷酸鐵鋰等技術，實現(xiàn)顛覆性進步。新電池具備能量密度高、充電效率快等優(yōu)點，只需充電6分鐘就能達到90%的電量，可行駛320公里。目前鋰離子電池平均需30分鐘才能充至80%電量。

此外，石墨烯電池的概念一直比較火熱，但行業(yè)內也存在爭議。在鋰離子電池中應用，石墨烯重要做負極活性材料和導電添加劑。單就快充能力來看，采用石墨烯作為導電劑，或用石墨烯包覆磷酸鐵鋰/三元鋰材料，能達到較好快充效果。但綜合成本、工藝難度等指標來看，仍有很大挑戰(zhàn)性。

三、快充產品市場前景

能量密度高，充電快，價格便宜，這是用戶最期待的理想型動力鋰電池產品。然而魚與熊掌不可兼得，在現(xiàn)有的鋰離子電池體系下，倍率性能、能量密度、壽命、安全性、價格等動力鋰電池最重要的五個指標都固定在比較穩(wěn)定的圖里面，提高任何一個指標，其他的指標相對來說都會受到損失。

目前快充動力鋰電池重要應用于新能源客車，因其對城市及受眾單位選擇性強，即有相對財力支持的城市或單位，比較傾向于快充型電池客車。但從市場發(fā)展?jié)摿砜矗磥沓擞密嚒Ｓ梦锪鬈嚨脑鏊偌笆袌鲆?guī)模將高于客車，因此未來快充型動力鋰電池的消費結構將會向這兩類車型偏移。

根據電池我國數據，2017年我國快充客車產量6486輛，電池裝機量達597.52MWh，占新能源客車總量的6%。其中，快充客車產品充電倍率最高為6.42C。倍率在3C-5C車型產量為4771輛，電池裝機量為480.68MWh;倍率在5C-10C車型產量為1715輛，電池裝機量為116.84MWh。目前快充客車快充倍率重要集中在3C-5C之間。從電池類型來看，2017年快充客車的電池材料重要以鈦酸鋰為主，裝機量為571.54Mwh，占比95.65%。

根據2017年4種類型動力鋰電池出貨量，1.54GWh錳酸鋰部分用于插電式混動汽車，部分滿足小快充要求，16GWh三元電池汽車部分滿足小快充要求。整體來看，三元快充電池適合乘用車，磷酸鐵鋰、鈦酸鋰等快充電池適合客車，錳酸鋰快充電池適合插電式混動汽車，鈦鈮氧化物或是快充新方向。沃特瑪目前正通過狠抓電池技術創(chuàng)新等手段，來破局當前面對的續(xù)航里程困境。電池技術方面，快充技術已成為沃特瑪的核心競爭力。沃特瑪高倍率快充電池采用小粒徑LFP、小粒徑人造石墨、快充電解液以及高孔隙率隔膜，以保證電池的快充性能，沃特瑪32650－5．0Ah電池已實現(xiàn)6C充電恒流比90％，6C循環(huán)1000周，3C循環(huán)2000周。

基于沃特瑪領先的高倍率快充技術和淺充淺放的模式，純電動物流車可利用裝卸貨時間快速充電10分鐘，補電30％SOC，完全能保證電動汽車的運營需求。目前沃特瑪電池已經實現(xiàn)單體6C充放電、成組2－3C充放電，即20－30分鐘充滿電，快充速度是同行2－4倍以上。

創(chuàng)新的電池技術，使沃特瑪突破續(xù)航瓶頸，贏得了市場的廣泛認可。截至六月二日，沃特瑪已經配套推薦目錄車型共計119款，其中純電動物流車50款，排名第一。