9月27日，第一電動網(wǎng)舉辦了第八期公開課，本期公開課的主題是“充電五分鐘，行駛兩小時的時代即將到來?”，本期公開課邀請了整車廠、電池企業(yè)、充電運營商等企業(yè)代表及行業(yè)專家共同探討快速充電發(fā)展的必要性、進展程度，以及未來是否有市場空間等問題。來自中國科學(xué)院物理研究所的研究員黃學(xué)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(fā)展快速充電需要兼顧的多種因素。下文為根據(jù)黃學(xué)杰演講實錄內(nèi)容整理。 

中國科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰

  鋰電池的工作原理，主要靠鋰離子在正負極之間來回移動，充工作電就是把鋰離子從正極搬到負極的一個過程，鋰離子從材料里面出去是一個快速的過程，進入材料里面是一個慢的過程。對于石墨材料來講，鋰離子出來的時候比進去的時候差一百倍以上，速度差兩個數(shù)量級，放電較容易，充電較難較慢。所以有些企業(yè)稱，“把正極進行改進，就能讓電池5分鐘充進去多少多少電”，這完全不可信，因為充電不是正極說了算，而是負極說了算。
  今天的電池材料體系，負極材料有石墨，還有其他碳材料，最近想把硅的氧化物加進去，還有快充的碳酸鋰，實際上都有不同的特點。鋰離子大量充電的時候，首先通過電解液，在里面進行擴散，這使得在低溫的時候充電就有問題了，因為低溫的時候，電解液的電馬力不夠，離子的擴散速度就不夠，在低溫的時候要想快充，這個事情會變得更難。
  充不進去電的時候存在兩個問題，鋰離子在電解液里運不過來是一個問題，但是鋰離子從電解液里面運過來以后，到了電極界面之后，進入的門太小，鋰離子進不去，進去之后，屋子里面太擠，而都擠在門口更危險，在門口堆積就會導(dǎo)致短路，越低溫的時候，這個問題會越大。
  消費者對于快速充電都有需求，一輛正常的轎車，如果把充電功率提高的時候，時間會相應(yīng)縮短。能達到幾分鐘充滿電也并不是什么了不起的事，但是到了一個小時、甚至半個小時以內(nèi)的時候，這種快充是否還有意義還要取決于電池、充電基礎(chǔ)設(shè)施是不是能滿足要求，這涉及到安全問題。
  除了安全問題之外，快充、包括充電的模式都會影響電池的壽命，把電池的電壓上限設(shè)置更高一點，代價是減少壽命。快充的時候，溫度高一些可以達到效果，但是也是以犧牲電池壽命為代價的。這在剛開始使用車輛的時候可能看不出來，但是越到后面對電池的影響就會越明顯。
  電池壽命還跟充放電的深度有關(guān)系。例如，一塊手機電池在充到90%的時候就停止，在大于20%的時候就開始充電，要比別人每一次都充得很滿，每一次用到關(guān)機的時候才充電的情況，使用壽命長很多。所以，對鋰電池來講，在中間是比較好的。
  舉一個快充的例子，美國國家實驗室曾用日產(chǎn)Leaf做了不同的充電情況的實驗，也做了不同溫度情況下的實驗，主要實驗的是快充50千瓦的直流充電，33千瓦的交流充電的區(qū)別。通過實驗發(fā)現(xiàn)如果溫度能夠保持電池的溫度比較好的情況下，電壓能夠控制得比較好，影響不是太大。合理的快充有兩個條件，一個是溫度能夠控制，第二個是不能升壓，要在電壓區(qū)間里面做。
  總結(jié)來講，快速充電除了關(guān)心速度以外，也要關(guān)心安全和電池壽命，電池壽命跟電池的充放電深度密切相關(guān)，合理的充電、合理的快充可以做到對電池沒有影響，但是高倍率的電池快速充電會對電池有影響。