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探秘鋰離子電池突破瓶頸---快充技術(shù)

時(shí)間:2025-03-31 14:16:18來(lái)源:OFweek 電源網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):?快充技術(shù):解決 “電量焦慮” 的救星?

  目前鋰離子電池瓶頸:主要有:固態(tài)電池量產(chǎn)商業(yè)化,解決安全問(wèn)題;超快充技術(shù),解決里程焦慮問(wèn)題;低溫電解液自加熱,解決低溫電池循環(huán)性能問(wèn)題;資源可持續(xù)技術(shù)等。

  《鋰離子電池瓶頸》

  彈弓鋰電,公眾號(hào):彈弓鋰電探秘鋰離子電池---鋰電池瓶頸那今天,趁著B(niǎo)YD發(fā)布的兆瓦閃充技術(shù)的風(fēng)聲,彈弓今天帶領(lǐng)大家解密一下快充技術(shù)背后的原理與難題。(一)快充技術(shù)核心原理

  那么,快充技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)的呢?簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是通過(guò)提高充電電流或電壓,讓鋰離子的 “搬家速度” 加快,從而縮短充電時(shí)間。就好比原本一輛小貨車慢悠悠地運(yùn)輸貨物,現(xiàn)在換成了一輛大卡車,運(yùn)輸效率自然大幅提升。

  實(shí)現(xiàn)快充主要有以下幾種常見(jiàn)的充電方法:

  脈沖充電這種充電方式就像一場(chǎng)有節(jié)奏的 “舞蹈”。它先進(jìn)行恒流預(yù)充電,為電池 “熱身”;接著進(jìn)入大電流恒流充電階段,讓鋰離子快速地從正極遷移到負(fù)極;當(dāng)電池電壓接近上限時(shí),切換到恒壓充電,使電池慢慢充滿,避免過(guò)充。在充電過(guò)程中,還會(huì)有短暫的停充時(shí)間,讓電池 “休息” 一下,緩解極化現(xiàn)象,就像運(yùn)動(dòng)員在比賽中需要短暫休息來(lái)恢復(fù)體力一樣。

  Reflex 充電也叫反射充電或打嗝充電。它的每個(gè)工作周期包括正向充電、反向瞬間放電和停充三個(gè)階段。正向充電時(shí)讓鋰離子進(jìn)入負(fù)極,反向瞬間放電則能有效減少電池的極化現(xiàn)象,就像給電池做了一次 “按摩”,讓它能更好地接受充電。不過(guò),頻繁的反向放電可能會(huì)對(duì)電池壽命產(chǎn)生一定影響 。

  智能充電這是一種十分 “聰明” 的充電方式。它利用先進(jìn)的(du/dt)和(di/dt)控制技術(shù),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓和電流變化,就像一個(gè)貼心的管家時(shí)刻關(guān)注著電池的狀態(tài)。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),智能調(diào)整充電電流,使充電過(guò)程始終保持在電池可接受的最佳狀態(tài),既能快速充電,又能保護(hù)電池,延長(zhǎng)其使用壽命。

  快充技術(shù)的 “成長(zhǎng)煩惱”:瓶頸點(diǎn)分析

  雖然鋰離子電池快充技術(shù)給我們帶來(lái)了極大的便利,但是目前它還存在一些瓶頸:

  1、主要為負(fù)極材料石墨負(fù)極存在一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,那就是 Li + 插層動(dòng)力學(xué)緩慢。

  2、發(fā)熱與安全問(wèn)題,在快充過(guò)程中,電池就像一個(gè)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器,會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。這些熱量主要來(lái)源于兩個(gè)方面:一是電池內(nèi)部的歐姆阻抗,當(dāng)電流通過(guò)電池時(shí),會(huì)在電極、電解液等部件上產(chǎn)生電阻,從而產(chǎn)生熱量,就像電流在管道中流動(dòng)時(shí)遇到了阻力,產(chǎn)生了摩擦熱一樣;二是電池內(nèi)部的熵變,在充放電過(guò)程中,電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致熵變,從而產(chǎn)生可逆熱 。

  3、當(dāng)然還有很多硬件設(shè)施問(wèn)題,都限制了其進(jìn)一步發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

  比亞迪 “兆瓦閃充”:打破瓶頸的超級(jí)武器?

  在眾多車企為快充技術(shù)的瓶頸而絞盡腦汁時(shí),比亞迪卻猶如一位橫空出世的武林高手,帶著它的 “兆瓦閃充” 技術(shù)震撼登場(chǎng),給整個(gè)行業(yè)帶來(lái)了新的希望和曙光 。

  (一)技術(shù)突破亮點(diǎn)

  比亞迪推出的超級(jí) e 平臺(tái),搭載了 “兆瓦閃充” 技術(shù),可謂是集眾多先進(jìn)技術(shù)于一身。這個(gè)平臺(tái)是全球首個(gè)量產(chǎn)的乘用車 “全域千伏高壓架構(gòu)”,它就像一個(gè)強(qiáng)大的 “能量中樞”,將電池、電機(jī)、電源、空調(diào)等都提升到了 1000V 的 “千伏級(jí)” 承載能力,把電動(dòng)車帶入了一個(gè)全新的千伏時(shí)代 。

  其中,“閃充電池” 更是一大亮點(diǎn)。它就像一個(gè)經(jīng)過(guò)精心改造的高速車站,從電池正極到負(fù)極,全方位構(gòu)建起超高速離子通道,將電池內(nèi)阻降低了 50%。這使得充電電流能夠做到 1000A,充電倍率達(dá)到 10C,均為全球之最。就好比原來(lái)的車站只能容納少量的乘客快速通過(guò),現(xiàn)在經(jīng)過(guò)改造后,大量的乘客可以快速、順暢地進(jìn)出,大大提高了運(yùn)輸效率 。

  為了匹配超高功率充電,比亞迪還自研并量產(chǎn)了全新一代車規(guī)級(jí)碳化硅功率芯片。目前,行業(yè)車規(guī)級(jí)功率芯片最高耐壓僅達(dá) 800V,而比亞迪的這款芯片電壓等級(jí)高達(dá) 1500V,是行業(yè)首次量產(chǎn)應(yīng)用的最高電壓等級(jí)的車規(guī)級(jí)碳化硅功率芯片。它就像一個(gè)堅(jiān)固的 “能量閥門”,能夠穩(wěn)定地控制高電壓和大電流,成功突破了超高電壓下功率模塊設(shè)計(jì)難題 。

  (二)實(shí)際表現(xiàn)驚人

  比亞迪 “兆瓦閃充” 技術(shù)的實(shí)際表現(xiàn)堪稱驚艷。在充電速度上,它實(shí)現(xiàn)了充電功率 1 兆瓦(1000kW),達(dá)到了 “1 秒補(bǔ)能 2 公里,5 分鐘續(xù)航 400 公里” 的全球量產(chǎn)最高峰值充電速度。這意味著,你在短暫的幾分鐘內(nèi),就能為車輛補(bǔ)充足夠的電量,讓你輕松暢行 。

  在實(shí)測(cè)中,漢 L、唐 L 等車型的表現(xiàn)令人驚嘆。漢 L 從電量 7% 充電至 17.65%,僅僅用時(shí) 30 秒;唐 L 從電量 8% 充至 61.27% 也僅用時(shí) 5 分鐘,充電功率最高時(shí)達(dá)到了 1002kW,可行駛里程從 53.60 公里充至 410.50 公里 。這些數(shù)據(jù)就像一個(gè)個(gè)有力的拳頭,打破了人們對(duì)傳統(tǒng)充電速度的認(rèn)知,讓 “充電焦慮” 成為過(guò)去式。

  (三)配套與布局

  為了讓 “兆瓦閃充” 技術(shù)能夠更好地發(fā)揮作用,比亞迪在配套設(shè)施和布局方面也下足了功夫。

  比亞迪自研了全球首款全液冷兆瓦閃充終端系統(tǒng),其最大輸出能力可達(dá)到 1360kW。這個(gè)系統(tǒng)就像一個(gè)強(qiáng)大的 “能量加油站”,能夠?yàn)檐囕v提供高效、穩(wěn)定的充電服務(wù)。未來(lái),比亞迪還計(jì)劃在全國(guó)建設(shè) 4000 多座 “兆瓦閃充站”,構(gòu)建起一個(gè)廣泛的充電網(wǎng)絡(luò),讓用戶無(wú)論身處何地,都能享受到快速充電的便捷 。

  除了自建兆瓦閃充站,比亞迪還充分考慮到了現(xiàn)有公共充電樁資源的利用。它的 “雙槍充電” 技術(shù)可使超充樁秒變閃充樁,快充樁變超充樁;“智能升壓” 充電技術(shù),則能全面兼容公共快充樁。這就好比比亞迪為用戶提供了一把萬(wàn)能鑰匙,無(wú)論面對(duì)何種充電樁,都能實(shí)現(xiàn)快速充電,大大提高了充電的便利性和通用性 。

  未來(lái)展望:快充技術(shù)的星辰大海

  鋰離子電池快充技術(shù)的發(fā)展,猶如一場(chǎng)激動(dòng)人心的科技馬拉松,雖然目前面臨著諸多挑戰(zhàn),但每一次的突破都讓我們離夢(mèng)想更近一步。比亞迪的 “兆瓦閃充” 技術(shù),無(wú)疑是這場(chǎng)馬拉松中的一次華麗沖刺,快充技術(shù)的發(fā)展還將帶動(dòng)整個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)的升級(jí)和發(fā)展。它將促進(jìn)電池材料、充電設(shè)備、電力傳輸?shù)认嚓P(guān)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新,推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)鏈的完善和發(fā)展 。同時(shí),快充技術(shù)的普及也將對(duì)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整產(chǎn)生積極影響,減少對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴,為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)貢獻(xiàn)力量 。

標(biāo)簽: 鋰電池

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