高达6C的麒麟电池二代即将推出，加油一样快的“快充时代”来了？|充电时间|快充时代|续航|铁锂|锂电池|麒麟电池二代

面对“补能焦虑”的痛点，电池企业竞逐推出解决方案，充电时间从60min逐渐缩短到20min、甚至10min，充电倍率从1C、2C不断提高到4C、5C甚至6C，那么，“充电像加油一样快”的“快充时代”真的到来了吗？

本文从电池-车-桩的角度综合进行分析。目前以宁德时代麒麟电池、神行电池等为代表的快充电池方案受到了下游车厂和市场的高度认可，但由于车端高压平台以及快充桩低渗透率等的限制，谈及“快充时代”还为时尚早。相信随着基础设施的持续建设，“快充化进程”将逐步推进，真正成为电车不可或缺的一部分。

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什么样的电池叫快充电池？

目前业界对于快充电池的定义似乎并不统一。

美国先进电池联盟（United States Advanced Battery Consortium, USABC）对快充动力电池提出了具体指标，要求在15min内充满电池总电量的80%。

按照巨湾技研对于快充电池的定义，快充可以分为普快、超快和极快。其中，普快电池快充时间≥15分钟，或能量密度＜200 Wh/kg；超快充时间10~15分钟，能量密度≥200 Wh/kg；极快时间5~10分钟，能量密度≥200 Wh/kg。据MIR统计，市场主流液态三元锂电池能量密度在250Wh/kg左右，因此可以认为巨湾的定义也是以电量爬升至80%（200/250）的充电速度评估快充水平。

考虑到锂电池使用时一般会避免过放，因此会设置一定电量下限，根据各电池企业快充方案的不同会有所差异，通常为10%、20%或30%，即15min内10%/20%/30%~80%SOC的充电速度才能称之为快充。

业内一般用C来表示电池充电倍率。充电倍率C =充电电流(A)/电池额定容量(Ah)，因此充电倍率越大，电池充电速度也就越快。以100Ah的电池为例，使用100A的电流充电，充电倍率就是1C，即1小时能充满电，30min充满则是2C，以此类推，15min则是4C的充电倍率。

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为什么需要快充电池？

根据2023年中国汽车技术研究中心用户调查数据，目前用户端的主要痛点包括充电不方便、续航里程短、充电时间长等，“里程焦虑”和“补能焦虑”依然是影响用户选择电动汽车、进一步提升电车渗透率的痛点。

电池端，“里程焦虑”可以通过高镍+硅基负极的材料创新、CTP/CTC等的结构创新，以及半固态/固态的体系变革应对。

车企端，近年主推的A级车、B级车电池容量基本都超过60Kwh，续航里程也达到500km，如广汽AION V、BYD汉、奥迪E-Tron等。高端车型更是向着700、800公里，甚至1000公里的目标不断突破。

“里程焦虑”正逐步化解。

但是对于“补能焦虑”，从2023年的“用户心声”来看，似乎仍是个悬而未决的问题。且不论由于充电桩限制而导致的“充电不方便”，与油车加油的3~5分钟时间相比，电车动辄以小时为单位的充电时间，也难以望其项背。

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如何实现快充？

哪种方案是趋势？

根据物理基本定律：功率=电压×电流，电量=功率×时间，而充电速度的快慢，是通过充电时间的长短来衡量的，那么当电量一定时，提升充电功率就可以缩短充电时间，从而提升充电速度。因此，理论上通过提升充电电压或者加大充电电流，就可以实现快充。

但加大充电电流时，长时大功率条件下的充电模块发热问题，在主流风冷方案下难以有效解决，且据MIR调研统计，截至2023年底，液冷充电桩占比还不到5%。基础设施端短期内很难有大的变动，因此提升充电电流实现快充的路径较少被车企选用，提升充电电压则成为车企和桩企的主要选择，从早期的220V， 400V，逐渐向550V~950V的高压平台突破。

充电电压的提升主要通过增加电池串联的数量或采用高压电池来实现，而高镍体系在该提升路径上很难“再放异彩”。

一方面，据MIR采访了解，高镍体系下增加电池串数提升电压时，整包成本过于高昂，而行业目前依旧处于“拿价格换市场”的白热化竞争阶段，对成本相对敏感；另一方面，MIR观察到，汉阳大学Yang-Kook Sun团队的一项研究表明，由于高镍材料会导致阴极微裂纹和劣化现象，引起离子导电率下降，从而导致丧失快充能力。

同时，学界也有其他研究表明，4.35V高压Ni6系三元材料中锂离子扩散系数尚可，更有利于实现快充，能量密度较4.2V下的Ni6系三元材料提升15%左右，与4.2V的Ni8系产品持平。

因此，以宁德时代、欣旺达等厂商为代表的头部电池公司在三元路线方面纷纷推出麒麟电池、闪充电池等中镍高压快充方案。宁德时代更是计划在2024年下半年推出充电倍率高达6C的麒麟电池二代产品，说明这一方案已经得到了市场的充分认可。

铁锂天生电导率较低，并不适用于快充体系，但考虑到成本的先天优势，电池企业也正通过材料体系、结构设计等环节的革新，以此来形成铁锂系在快充路线的综合优势。

以宁德时代神行电池为例，作为磷酸铁锂系快充电池代表，通过超电子网正极技术、石墨二代快离子环技术、超高导电解液、超薄SEI膜以及高孔隙率隔膜等综合性方案，向业界交出了“宁王”的又一份快充“答卷”；欣旺达的“欣星驰”铁锂快充方案也在2024年的重庆电池展CIBF新品发布会上高调亮相。

就材料端而言，可以说快充电池在材料体系上主要通过中镍高压三元快充和铁锂快充这“两条腿“走路。

此外，除了乘用车领域以外，快充电池在商用车领域的应用也在不断拓展。

亿纬锂能也推出面向商用车的“开源电池”，15min可从20%充至80%SOC；巨湾技研也与西部智联联合开发超快充商用车动力电池，可实现15分钟从10%充到80%SOC。

电池形状端，除了宁德时代麒麟电池、神行电池为代表的方型快充电池方案以外，正力新能、云山动力等公司也计划通过大圆柱+高比能的路径实现快充，但据一位接近46大圆柱企业的人士向MIR透露称，“2023年开发46大圆柱产品时，SOP时间一直在推迟，就是因为能量密度、充电时间等核心指标在实际送样测试时很难兼顾，不被客户所认可”

鱼和熊掌不可兼得。所以目前看来，快充电池形态上仍以方型为主，大圆柱快充方案的可行性和优势尚未充分体现。

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“快”充能有多“快”？

真的能像加油一样快了吗？

要真正实现快充，首先电池本身要支持、其次车端和桩端的电压平台要满足、最后大功率桩要充分渗透，甚至还需要电网层面的配合，以形成电池-车-桩的协同效应，从而解决用户“充电不方便”，“充电时间长”的核心痛点。

电池端，目前锂电池行业领军者们已经接连发出了信号，提出4C、5C甚至6C的目标，但是据MIR采访了解，部分企业测评是在实验室的理想工况下进行，而非实际大量路测的结果，且指标多为峰值倍率，而非长时倍率，即并不意味着宣称达到4C实际就能将时间缩短到15min以内，只是在短时间内可以达到4C/5C/6C的标准，实则通过部署在云端或者本地的BMS算法不断下发充电曲线指令对充电电流进行调整，从而使电池维持在“健康状态”，避免由于过温、过充等，对电池寿命、电池安全性等方面产生不利影响。考虑到目前的BMS平均精度和传输频率，实际效果可能会大打折扣。

（图：云BMS数据服务架构）

在电池端，目前主力电池产品充电倍率仍以2C，甚至1C为主，对于3C、4C等高倍率方案，有待各方在快充电池材料、工艺/设备及成本等环节有所突破，实现产业协同效应，推动向产业化方向进一步发展。

车企端，在电压平台和充电倍率宣传方面则是有打“擦边球”的嫌疑。

一方面，根据工信部披露公告，只有理想MEGA和昊铂HT等5款车型的充电倍率在3C以上，甚至只有搭载宁德时代麒麟电池的理想MEGA实际达成4C。

根据盖世汽车数据，2024年Q1新能源乘用车搭载的动力电池充电倍率以1~1.5C为主，2C及以上的占比仅不到5%。

另外，据MIR采访获悉，宣称800V的车型并不意味着真的是800V，往往电压平台达成550V~950V范围内，都会标榜已经达成了800V平台。

整车端实现快充的核心材料SiC MOS等器件技术及制备装备技术也尚不成熟，处于发展早期，需要实验室和市场的进一步验证。

充电桩端，根据华为MI统计，截至2022年底，满足大功率快充、充电时间在1h（1C）以内的充电桩占比不足4%，“高速充电1小时，排队4小时”的故事还会继续上演。

电网端，由于配套变压器、电网负荷等问题，全面铺设大功率充电桩也将对局部电网带来巨大压力，实际可行性和解决方案也有待考量。