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尽管电动汽车越来越受欢迎，但许多消费者仍在犹豫是否要换车。一个原因是，电动汽车的充电时间太过漫长，但加快充电过程可能会损坏电池并缩短其使用寿命。
据科技日报报道，研究人员22日在美国化学学会秋季会议上报告说，他们设计了一种超快充电方法，可在10分钟或更短的时间内为不同类型的电动汽车电池供电而不会造成伤害。
图片来源：视觉中国
新方法让电动汽车10分钟充电90%
据科技日报报道，研究人员表示，快速充电是提高消费者信心和全面采用电动汽车的关键，这将使车辆充电非常类似于在加油站加油。
为电动汽车锂离子电池充电过程是一种微妙的平衡行为。当电池充电时，锂离子从设备的一侧（阴极）迁移到另一侧（阳极）。只要锂离子迁移得快，电池充电就更快，但有时锂离子不会完全移动到阳极中。在这种情况下，锂金属会堆积起来，这可能会引发电池早期故障,还可能导致阴极磨损和破裂。所有这些问题都将缩短电池的使用寿命和车辆的有效续航里程。
这一难题的一个解决方案是以优化速度的方式改善充电协议，同时避免损坏目前在车辆中使用的许多不同类型的电池。但开发最佳协议需要大量数据，了解各种方法如何影响这些设备的寿命、效率和安全性。
为了应对这些挑战，美国爱达荷国家实验室的研究团队使用机器学习技术整合充电数据来创建独特的充电协议。通过输入许多锂离子电池在充电和放电循环期间的状况信息，科学家们训练机器学习分析来预测电池寿命以及不同设计最终会失败的方式。然后，该团队将数据反馈到分析中，以识别和优化随后在真实电池上测试的新协议。
研究结果显示，新方法在短时间内显著增加了进入电池的能量。 研究人员观察到电池在10分钟内充电到90%以上，且没有锂电镀或阴极开裂。而目前的方法充其量只能在大约半小时内让电动汽车充满电。机器学习模型的一个优势在于它将协议与电池中实际发生的物理现象联系起来。
研究人员计划使用他们的模型开发更好的方法，并帮助设计经过优化以进行快速充电的新型锂离子电池。研究人员表示，他们的最终目标是让电动汽车能够“告诉”充电站如何快速安全地为其特定电池供电。
宁德时代此前表示：拥有超快充技术电池5分钟可充至80%电量
充电慢带来的续航焦虑是制约电动汽车行业发展的一大痛点。据中国证券报，机构统计显示，2021年，支持快充的热销车型平均理论充电倍率约为1C，即实现SOC30%-80%需要充电约30分钟、续航约219km（NEDC标准）。而在实践中，大部分纯电动车实现SOC30%-80%需要充电40-50分钟、可行驶约150-200km。若加上进出充电站的时间（约10分钟）， 纯电动车花费约1小时的充电时间仅能在高速路行驶约1个多小时。
据国家推荐标准《电动汽车传导充电系统》，直流充电输出电流范围优先选择80A-250A。此外，受限于硅基IGBT功率器件的耐压能力，目前已上市的大多数电动车搭载400V电压平台。按此标准，电动车峰值充电功率约为250A×400V=100kW。 即100kW级功率充电10分钟大约补充16.7kWh的电量，对应可行驶100km。
充电速度作为动力电池性能的核心指标，对于电动汽车的应用体验及推广普及有着至关重要的作用。因此，头部动力电池企业与车企均重视并发力动力电池快充技术。
据界面新闻此前报道，7月1日，宁德时代(300750)在互动平台回答投资者提问时表示， 公司有超快充技术，最快5分钟充至80%电量。
目前，宁德时代尚未公布关于快充技术的细节。业内人士分析称，该技术或与宁德时代日前发布的CTP3.0麒麟电池做配套。公开资料显示，麒麟电池系统集成度创新高，能量密度可达255Wh/kg，可实现整车1000公里续航，支持5分钟 快速热启动，10分钟快充。除此之外，麒麟电池的安全性、导热性能、快充速度、使用寿命都有了大幅的提升。
据澎湃新闻，麒麟电池将于2023年量产上市，相比于特斯拉此前推出的4680电池，其体积利用率提高了9%，能量密度增加了13%左右。
4680电池是特斯拉的第三代电池产品，其于2020年发布，该电池的电芯为圆柱形，“46”代表的是圆柱直径为46mm、“80”代表的是圆柱高度为80mm，电池仅由950个电芯组成，能量密度约300Wh/kg。号称单体能量提高5倍，整车续航里程增加16%，电力相比有极耳电池提升了6倍，功率输出提升了6倍。
据科技媒体The Elec7月1日报道，韩国三星SDI正在其位于韩国天安市的工厂准备建立一条生产特斯拉4680电池的试验生产线，这条试运行生产线的年产能将在1 GWh左右。
另据了解，动力电池超快充技术涉及到包括超电子网、快离子环、各向同性石墨、超导电解液、高孔隙隔膜、多梯度极片、多极耳、阳极电位监控等方面技术。
何小鹏：超快充技术将让10万元以下燃油车被纯电车取代
在8月15日举办的小鹏超级补能发布会上，小鹏汽车CEO何小鹏曾表示， 依靠超快充、高续航和自营充电 站，纯电动车有望改写市场格局，淘汰混动车型。
何小鹏认为，中国用户平均每周行驶不超过300公里，90%以上场景为城市和近郊。在绝大多数使用场景中，纯电汽车已经可以满足用户需求。
对于不同价位的汽车市场，何小鹏表示，随着超快充技术的发展，10万元以下燃油车将被纯电车快速取代；10万~20万元区间内燃油车将被混动和纯电车型冲击，其中混动车型将会表现更好；在20万元以上的价格区间，则是纯电车型表现更好。
编辑|程鹏 盖源源
校对|王月龙
封面图片来源：视觉中国
每日经济新闻综合自科技日报、界面新闻、每经app（记者：孙磊）
每日经济新闻
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