黃學杰：做快充電速度并不難 要考慮安全性和電池壽命

9月27日，第一電網舉辦了第八期公開課。本次公開課的主題是“充電五分鐘、開車兩小時的時代即將到來？”在本次公開課堂上，邀請了汽車制造商、電池公司、充電運營商等企業代表和行業專家，探討了充電的必要性、進展以及未來是否有市場空間。中國科學院物理研究所研究員黃學杰從電池工作原理的角度介紹了快速充電遇到的障礙以及發展快速充電需要考慮的各種因素。以下是根據黃學杰的演講內容整理的。

黃學杰，中國科學院物理研究所研究員

鋰電池的工作原理主要取決于鋰離子在正極和負極之間來回移動。充電是將鋰離子從正極移動到負極的過程。鋰離子從材料中出來是一個快速的過程，而鋰離子進入材料是一個緩慢的過程。對于石墨材料來說，當鋰離子出來時，它們比進去時快100多倍，速度差是兩個數量級，因此更容易放電，更難充電。因此，一些企業說“改進正極可以讓電池在五分鐘內充電多少電”，這完全令人難以置信，因為充電不是正極，而是負極。

今天的電池材料體系，負極材料是石墨，還有其他碳材料，最近添加了氧化硅，以及快速充電的碳酸鋰，它們實際上有不同的特性。當鋰離子被大量充電時，它首先通過電解質擴散，這使得在低溫下很難充電，因為在低溫下，電解質的電功率不夠，離子的擴散速度不夠。在低溫下快速充電將變得更加困難。

當電池無法充電時，會出現兩個問題。鋰離子不能在電解質中傳輸是一個問題。然而，在鋰離子從電解質輸送到電極界面后，入口門太小，鋰離子無法進入。進入后，房間太擁擠了，擠在門口更危險。車門處的積聚會導致短路。溫度越低，問題就越嚴重。

消費者對快速充電有需求。如果普通汽車的充電功率增加，時間就會相應縮短。幾分鐘內充滿電并不是一件好事，但這種快速充電在一小時甚至半小時內是否有意義，取決于電池和充電基礎設施能否滿足要求，這涉及到安全問題。

除了安全問題外，包括充電模式在內的快速充電還會影響電池的壽命。將電池的電壓上限設置得稍高是以降低壽命為代價的。當快速充電時，更高的溫度可以達到這種效果，但要以犧牲電池壽命為代價。這在剛開始使用車輛時可能并不明顯，但之后對電池的影響會更加明顯。

電池壽命也與充電和放電的深度有關。例如，手機電池在充電90%時停止，超過20%時開始充電，這比其他電池每次充滿電和關機時充電的時間要長得多。因此，對于鋰電池來說，中間的更好。

以快速充電為例，美國國家實驗室使用日產聆風在不同充電條件和不同溫度下進行了實驗。主要實驗是50kW直流快速充電和33kW交流快速充電之間的差異。通過實驗發現，如果溫度能更好地保持電池的溫度，電壓就能得到更好的控制，影響也不會太大。合理的快速充電有兩個條件，一個是溫度可以控制，另一個是電壓不能升壓，這應該在電壓范圍內進行。

綜上所述，快速充電不僅要關心速度，還要關心安全性和電池壽命。電池壽命與充電和放電的深度密切相關。合理的收費……

快速充電對電池沒有影響，但高速率的快速充電會對電池產生影響。9月27日，第一電網舉辦了第八期公開課。本次公開課的主題是“充電五分鐘、開車兩小時的時代即將到來？”在本次公開課堂上，邀請了汽車制造商、電池公司、充電運營商等企業代表和行業專家，探討了充電的必要性、進展以及未來是否有市場空間。中國科學院物理研究所研究員黃學杰從電池工作原理的角度介紹了快速充電遇到的障礙以及發展快速充電需要考慮的各種因素。以下是根據黃學杰的演講內容整理的。

黃學杰，中國科學院物理研究所研究員

鋰電池的工作原理主要取決于鋰離子在正極和負極之間來回移動。充電是將鋰離子從正極移動到負極的過程。鋰離子從材料中出來是一個快速的過程，而鋰離子進入材料是一個緩慢的過程。對于石墨材料來說，當鋰離子出來時，它們比進去時快100多倍，速度差是兩個數量級，因此更容易放電，更難充電。因此，一些企業說“改進正極可以讓電池在五分鐘內充電多少電”，這完全令人難以置信，因為充電不是正極，而是負極。

今天的電池材料體系，負極材料是石墨，還有其他碳材料，最近添加了氧化硅，以及快速充電的碳酸鋰，它們實際上有不同的特性。當鋰離子被大量充電時，它首先通過電解質擴散，這使得在低溫下很難充電，因為在低溫下，電解質的電功率不夠，離子的擴散速度不夠。在低溫下快速充電將變得更加困難。

當電池無法充電時，會出現兩個問題。鋰離子不能在電解質中傳輸是一個問題。然而，在鋰離子從電解質輸送到電極界面后，入口門太小，鋰離子無法進入。進入后，房間太擁擠了，擠在門口更危險。車門處的積聚會導致短路。溫度越低，問題就越嚴重。

消費者對快速充電有需求。如果普通汽車的充電功率增加，時間就會相應縮短。幾分鐘內充滿電并不是一件好事，但這種快速充電在一小時甚至半小時內是否有意義，取決于電池和充電基礎設施能否滿足要求，這涉及到安全問題。

除了安全問題外，包括充電模式在內的快速充電還會影響電池的壽命。將電池的電壓上限設置得稍高是以降低壽命為代價的。當快速充電時，更高的溫度可以達到這種效果，但要以犧牲電池壽命為代價。這在剛開始使用車輛時可能并不明顯，但之后對電池的影響會更加明顯。

電池壽命也與充電和放電的深度有關。例如，手機電池在充電90%時停止，超過20%時開始充電，這比其他電池每次充滿電和關機時充電的時間要長得多。因此，對于鋰電池來說，中間的更好。

以快速充電為例，美國國家實驗室使用日產聆風在不同充電條件和不同溫度下進行了實驗。主要實驗是50kW直流快速充電和33kW交流快速充電之間的差異。通過實驗發現，如果溫度能更好地保持電池的溫度，電壓就能得到更好的控制，影響也不會太大。合理的快速充電有兩個條件，一個是溫度可以控制，另一個是電壓不能升壓，這應該在電壓范圍內進行。

綜上所述，快充不僅要關心速度，還要關心……

關于安全性和電池壽命。電池壽命與充電和放電的深度密切相關。合理充電和快速充電對電池沒有影響，但高速率的快速充電會對電池產生影響。

標簽：發現日產

汽車資訊熱門資訊