中國電池巨頭寧德時代近期推出了一款新的快速充電電池，該公司表示，這款電池可以實現“充電10分鐘，續(xù)航400公里（約250英里）”的超快充速度。這比目前幾乎所有的電動汽車充電都快。寧德時代聲稱，計劃在2023年底前商業(yè)化生產的這款新電池將“開啟電動汽車超高速充電時代”。
電動汽車在全球新車銷量中所占比例越來越大，2022年這一比例為14%。但許多司機仍然擔心目前電池技術的水平有限，甚至在快速充電站也需要停車充電半小時以上，這讓他們望而卻步。電池材料的創(chuàng)新，如果與充電基礎設施的進步相匹配，可能有助于模仿燃氣汽車的便利性，并鼓勵采用電動汽車。
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寧德時代是世界上最大的電動汽車電池制造商，該公司為特斯拉、梅賽德斯和大眾等主要汽車制造商提供電池。
不久前發(fā)布的公告是該公司今年最新的一條備受矚目的技術新聞。此外，該公司計劃為飛機制造高能量密度的凝聚態(tài)電池，并大規(guī)模生產用鈉代替鋰制造的新型電動汽車電池。
能源研究公司BNEF的分析師Jiayan Shi表示，寧德時代的新型快速充電電池的速度將是競爭對手的兩倍。特斯拉的快速充電在15分鐘內可實現續(xù)航約320公里，即200英里。
專注于電池和儲能技術的風險投資公司Volta Energy Technologies的首席技術官David Schroeder表示，一些商用電池已經達到了寧德時代上周宣布的速度。但這些電池用于固定式儲能器等產品。寧德時代將率先在電動汽車中安裝這些快速充電電池。
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對于鋰離子電池，它們可以儲存多少能量和充電速度之間往往存在著激烈的權衡。這些電池通常可以分為兩類：“能量電池”和“動力電池”。能量電池優(yōu)先考慮盡可能多的能量，這有助于在不增加太多體積的情況下擴大電動汽車的續(xù)航里程。另一方面，動力電池傾向于快速優(yōu)先充電和放電，這有助于穩(wěn)定電網的固定儲能等用途。
現有的電池充電速度很快，但體積太大，無法在車上使用，可能無法續(xù)航數十萬英里。能夠快速充電、體積小、重量輕、壽命長的電池將是向前邁出的一步。
高容量和快速充電之間的權衡可以歸結為被稱為離子的帶電分子在電池中移動的方式。當電池充電時，電流將鋰離子從電池的一側推向另一側。然后，離子可以嵌入電池陽極部分的空間，在那里等待。當有人用電池為設備供電時，它們會沖回來，釋放儲存的電力。
為了增加電池的總電量，這些陽極可以用更厚的材料層制成，這意味著離子將有很大的空間插入。然而，在陽極較厚的電池中，一些存儲空間將在層內較深，因此離子必須走得更遠才能到達那里，從而減緩充電過程。為了加快充電速度，電池制造商可以縮小這些層，這樣離子就不必走那么遠。
材料創(chuàng)新可能有助于規(guī)避這種權衡。在寧德時代關于其快速充電電池的公告中，該公司提到了對陽極的幾項更改，包括對石墨表面的修改和多層設計，以幫助縮短離子的路徑并加快充電速度。
但能源咨詢公司Wood Mackenzie的高級研究分析師Kevin Shang表示，不僅僅是陽極，電池的每個部分似乎都在加快充電速度。例如，該公司的發(fā)布還提到一種新的電解質（離子在電池中流動的液體），它可以提高導電性。Shang說，像寧德時代這樣的電池巨頭在推出新產品時，不一定指望任何一項創(chuàng)新，而是將大量的研發(fā)工作結合在一起，并將其整合為一種產品。
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Shang說，但關于這種電池以及它對汽車意味著什么，仍然存在疑問。寧德時代的聲明稱，這些電池可以用于續(xù)航里程700公里（430英里）的車輛，這意味著高能量密度。但目前還不清楚汽車和電池需要多大才能提供這樣的續(xù)航里程。
此外，Schroeder說，更高的充電率通常意味著更短的壽命和更高的價格。在回答《麻省理工技術評論》關于新型快速充電電池壽命的書面問題時，寧德時代表示：“無論是否快速充電，我們產品的保修期都保持不變?！保〒摼W站介紹，目前的保修期為8年或80萬公里。)該公司還表示，它“提高了成本效率”，但沒有提供電池成本的詳細信息。
最終，電池充電的速度不僅受到其設計的限制，還受到可用充電基礎設施的限制。盡管中國在充電器安裝方面一直處于世界領先地位，但仍需要更多的電動汽車充電器來滿足日益增長的需求。也有可能需要新的充電器才能達到寧德時代新電池所能處理的充電速度，這給基礎設施發(fā)展帶來了更多挑戰(zhàn)。