動力電池超級快充技術(shù)“加速跑”

2023年，中國新能源車進入到行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點。

整體來看，新能源車國內(nèi)零售滲透率逐步提升，且已經(jīng)連續(xù)7個月高于30%，8月新能源車國內(nèi)零售滲透率已達37.3%；而在增速方面，新能源車滲透率增速逐漸趨緩，下游市場需求減弱。

這意味著對于整體產(chǎn)業(yè)而言，想要進一步滿足市場需求、擴大市場份額，需要提高整車性能的提升以及成本的下降。

其中，動力電池作為整車中最重要的系統(tǒng)，占整車成本30%~40%，其在技術(shù)、產(chǎn)品上的發(fā)創(chuàng)新與突破對整車起到了至關(guān)重要的作用。

從電池端整體發(fā)展沿革來看，目前動力電池已經(jīng)基本上解決了安全性能問題，且在續(xù)航上已普遍突破600公里，甚至可突破1000公里，逐步化解續(xù)航焦慮。

因而能夠有效打破終端里程焦慮、補能焦慮，進一步縮短充電時間，成為當前提升電動化滲透率的重要維度，快充成為眾多企業(yè)加碼布局的技術(shù)場景。

目前來看，電動車快充技術(shù)已經(jīng)進入市場鏖戰(zhàn)與基礎設施普及階段。寧德時代、中創(chuàng)新航、蜂巢能源、億緯鋰能、欣旺達、孚能科技、巨灣技研等主流電池企業(yè)紛紛推出快充電池解決方案。

高工鋰電注意到，電池企業(yè)在快充電池領(lǐng)域加快部署將帶動快充電池的量產(chǎn)及市場化進程；此外，寧德時代、中創(chuàng)新航、蜂巢能源等頭部企業(yè)布局鐵鋰快充技術(shù)路線有望滲透更多快充車型。

快充電池“三大趨勢”

隨著快充技術(shù)成為解決電動汽車充電便捷性的突破口之一，電池企業(yè)紛紛加碼布局，這也促進了快充電池的技術(shù)產(chǎn)品不斷迭代更新。高工鋰電觀察到，目前快充電池在產(chǎn)品性能、技術(shù)路徑和市場布局上，主要呈現(xiàn)出三大趨勢。

其一，為了解決終端需求的補能焦慮，多家電池企業(yè)提高充電倍率來降低充電時間。從電池企業(yè)的產(chǎn)品布局來看，未來倍率4C+快充或成為主流路線。

隨著2021開始，快充電池進入技術(shù)成熟階段，電池企業(yè)為了搶占市場機遇不斷提高電池的容量倍率。此前寧德時代2022年6月發(fā)布CTP3.0麒麟電池，具備4C快充能力，而近期寧德時代宣布搭載理想MEGA車型，已經(jīng)具備5C充電能力。

此外，中創(chuàng)新航、蜂巢能源、巨灣技研等也紛紛宣布產(chǎn)品由4C向6C邁進，巨灣技研今年發(fā)布的“鳳凰電池”甚至可實現(xiàn)最快8C極速充電。

充電倍率的提高對電芯的內(nèi)阻、電池的熱管理系統(tǒng)提出了更高要求。一方面，內(nèi)阻越低越好，能夠減少電芯發(fā)熱；另一方面，電池包熱管理系統(tǒng)要特別優(yōu)異，能夠最大效率地提高散熱能力。

因而，為了在保障電池安全的前提下提高快充電池充電倍率，各家動力電池企業(yè)也圍繞材料創(chuàng)新及整包熱管理兩方面“大展身手”。

例如，熱管理方面，寧德時代的麒麟電池將液冷系統(tǒng)和隔熱墊集成于多功能彈性夾層中置于電芯之間，相對于傳統(tǒng)的整塊鋪設在電芯上方的液冷板方案，換熱面積擴大了4倍，電芯的控溫效率提升了50%。

蜂巢能源在正極材料上采用前驅(qū)體定向生長的精密控制技術(shù)，將電芯內(nèi)部阻抗降低10%以上，負極材料采用液相包覆技術(shù)，在石墨表面包覆無定形碳，進一步將電芯阻抗降低至20%負極。

其二，隨著電池企業(yè)在技術(shù)端的不斷升級以及產(chǎn)品迭代，快充電池將配套更多不同類型和價格車型。

雖然目前很多企業(yè)都在推超級快充電池，但在成本壓力下，超級快充適配于價格25萬以上中高端車輛。隨著鐵鋰系快充電池正逐步“崛起”，電池成本降低，這將實現(xiàn)快充電池在更低價格車型的配套。

8月，寧德時代發(fā)布了全球首款磷酸鐵鋰4C超充電池——神行電池，可實現(xiàn)“充電10分鐘，續(xù)航400公里”，突破低溫快充限制，做到全溫域快充，且續(xù)航里程達700公里以上。

值得一提的是，神行電池與此前寧德時代發(fā)布的麒麟電池（超充）不同，神行電池主打經(jīng)濟市場，未來主要覆蓋15萬—30萬元的純電車型。這或許將引領(lǐng)快充車型價格“下探”。

除了寧德時代，中創(chuàng)新航、蜂巢能源、國軒高科也都推出了包含鐵鋰系技術(shù)路線快充電池。

中創(chuàng)新航此前配套小鵬G6的快充電池是基于800V高壓平臺研制的全新一代鐵鋰電池和中鎳高壓三元鋰電池，10%-80%補能快至19min，實現(xiàn)充電10分鐘，續(xù)航300km。

蜂巢能源的龍鱗甲電池可兼容鐵鋰、三元、無鈷等全化學體系方案，續(xù)航里程最高可達1000+KM，覆蓋1.6C-6C快充體系。

國軒高科L600啟晨電芯采用了磷酸錳鐵鋰技術(shù)路線，容量為223Ah，可以實現(xiàn)240Wh/kg的質(zhì)量能量密度，做到18分鐘快充。

其三，隨著新能源車市場以及動力電池市場雙雙進入競爭白熱化階段，快充電池上演量產(chǎn)、裝車“加速度”。

2023年以來，“充電5分鐘，續(xù)航200km”的超級快充方案密集裝車配套。一方面，以“蔚小理”為首的造車新勢力車企紛紛將快充導入車型標配。

如蔚來ES6的800V車型僅需12分鐘充電10%-80% SOC，于5月25日開啟交付；小鵬G6搭載中創(chuàng)新航快充電池于今年6月正式上市；搭載5C麒麟電池的理想MEGA也將于今年12月正式發(fā)布，明年1月開始展車進店，并于明年2月開始向用戶交付。

另一方面，部分企業(yè)的快充電池也即將迎來量產(chǎn)。如寧德時代的神行超充電池、蜂巢能源的蜂巢能源都將于今年年底完成量產(chǎn)；

億緯鋰能4695大圓柱電池將于今年三季度量產(chǎn)交付，采用 3-4C 快充電芯與大面液冷均溫技術(shù)，支持超快充。

快充“普惠”，還有多遠？

即使電池端技術(shù)已然成熟，快充電池的推進和應用仍需要車、電池、充電樁的多方面的配合。作為一個高度復雜的系統(tǒng)性工程，快充從三電、到充電樁、電網(wǎng)層面都需要全新調(diào)整。

從車企方面來看，多家車企都陸續(xù)推出了800V高壓電氣架構(gòu)以及450kW以上的超級快充。此種方案下配套快充電池被視為補能最優(yōu)解之一。

目前已有特斯拉、小鵬、蔚來、理想、北汽極狐、長安阿維塔、比亞迪等多家國內(nèi)主流車企推出或計劃推出800V高壓平臺以及搭載車型。

匹配800V高壓平臺的電池方案商中，寧德時代、中創(chuàng)新航、比亞迪、億緯鋰能、國軒高科等均提供有相應產(chǎn)品。

然而，800V高壓平臺方案需要車企及三電企業(yè)對電芯及系統(tǒng)、各高壓零部件的絕緣、耐壓等級，銅排的載流、耐高溫能力設計等進行系統(tǒng)性升級。受限于技術(shù)、成本以及超充網(wǎng)絡建設等難題，800V高壓快充的大規(guī)模普及仍需要較長時間。

據(jù)不完全統(tǒng)計，目前只有3%左右的新能源汽車搭載了800V高壓平臺，而且車價都在25萬元以上，也就是說很多主機廠仍然采用400伏的中低壓平臺的架構(gòu)。

除了車企方面，超充電樁的配套也是真正實現(xiàn)快充的一大難題。目前市場上能夠真正實現(xiàn)超充充電樁仍為少量分部，主力充電功率仍然是120/180kW還是太少。

盡管華為、威睿等少數(shù)企業(yè)已經(jīng)推出了可適用于800V高壓的產(chǎn)品，在800V高壓平臺的車還未成為主流配置的前提下，以及充電樁行業(yè)仍處于政策驅(qū)動向市場驅(qū)動的階段，建設和運營超充電樁的成本問題也是眾多企業(yè)“望而卻步”的原因。

可以見得，在未來，對于電池企業(yè)而言，如何與車企、充電樁企業(yè)聯(lián)動，實現(xiàn)快充技術(shù)普惠性降本、將成為快充賽道的競爭重點與發(fā)展方向。

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