11分钟充电70%？只因电池里加了一块镍

【卡车之家 原创】一直以来，提到纯电动卡车，咱们都在聊续航问题，觉得车辆的续航不够长，耽误事。但咱们如果换个角度来看，如果电动卡车的续航就是200公里左右，但仅需要10分钟就能充满，或者说将近满，你能接受吗？我相信对于4米2司机来说，这应该问题不大。而最近，小编就在某渠道看到了这么一项新技术，我看看了论坛里，其实也有卡友在讨论车辆充电的问题，那么今天咱们就来聊聊这新技术是怎么回事。

在聊电池技术之前，咱们先聊聊使用场景，毕竟这车要是使用上面不行，那再好的技术也没用。现在的纯电动4米2卡车续航里程普遍在100公里到300公里之间，咱们取一个中间数，200公里。其运输市场，基本上是城市配送，或者是城郊配送，极少情况下可能有短途的城际运输。

以北京这座并不算小的城市来说，200公里的续航能力，能够从几乎最北边的中国延庆世界地质公园千家店园区，开到几乎最南端的北京大兴国际机场，可以说这个续航能力应该是能够纵穿北京城还有点富裕了。而咱们如果真的跑了将近200公里的里程，我相信卡友们应该也不会放空回去，所以小编个人认为如果车辆续航能力真的能够达到200公里的话，城配应该是够用了。更何况到如果这项技术能够成功的话，那么达目的地之后，咱们找个充电桩，用个十来分钟，车辆就又能“满电复活”了。

既然这样的续航能力咱们能用，那么咱们再来看看这项技术是怎么回事。当然，基础知识还是不能忘的。咱们先来聊聊电池的充放电，到底是怎么回事。

其实关于汽车电池充放电的问题，咱们在《电池有多娇贵？“冷了、吃撑了”会炸？》里面聊过。锂电池的充放电过程，司机上就是锂离子在电池里从正极到负极，再从负极到正极的一个运动过程。而随着锂离子和电子的运动，电路中也就形成了电流。

我们拿宁德时代发布会上的钠离子电池示意图来举个例子：充电时，电池正极的锂原子会分解成锂离子和电子，电子通过外电路来到负极，锂离子通过电池隔膜来到负极，在负极时锂离子与电子相遇，还原成锂原子。而放电则运动方向相反，所以电池的充放电咱们可以理解成一个锂离子在正负极之间流动的过程。

在百度百科上，我们找到了锂电池充放电时，内部的化学变化过程：“正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。 充电时：LiFePO₄→Li_1-xFePO₄+xLi++xe^-放电时：Li_1-xFePO₄+xLi++xe^-→LiFePO₄”当然，这个可能非专业人士的话不太看得懂，你只需要明白咱们前面说的那些就行了。

而电池的充放电速度又与温度有很大的关系，根据百度百科“析锂”词条显示：“锂离子电池不能在温度低于0℃的环境下对电池充电。尽管会显示充电正常，但是在阳极表面会有金属锂析出、这个过程不可逆。”足可见，如果电池温度管理不好，则可能造成析锂现象，当然析锂现象不仅仅是温度不对造成的。

而析锂现象，说白了就是锂离子来不及进入储存格，会聚集于材料表面。而这些锂离子获得电子后，就会在材料表面产生锂原子结晶。结晶的锂原子很可能会形成细小的针状，针状的金属刺穿电池隔膜之后就会产生细小的短路。而最终结果可能就是自燃，或者是电池爆炸了。而这，也就引出了我们今天要聊的快充技术的基础。

我们要聊的这项技术，是来源于nature上面的一篇论文。小编在百度搜索了一下nature，发现这是世界上历史悠久的最有名望的科学杂志之一。

在nature网站上显示：宾夕法尼亚州立大学材料与工程学杰出教授王朝阳（Chao-Yang Wang）等多位研究人员对充满电后续航里程约560公里的锂离子电池进行了实验，发现在电池内部添加超薄的镍箔之后，11分钟可以将电池充电到70%，行驶约400公里，而12分钟时可以充电到75%，行驶约440公里。

而这里面的奥秘之一，就是电池的热管理。简单地说，电池在运行的时候需要热起来，但是又不能太热。而将电池保持在一个合适的温度，对工程师来说一直都是一件很难的事情。我们现在，调节电池温度是通过笨重的外部冷热系统来进行的，而这种系统不仅慢，而且效率低、能耗高。

这次咱们说的技术，就是通过在电池内部增加一种超薄的镍箔，来对电池实现加热，使其保持在一个合适的温度，来实现快充的。当然，根据资料显示，电池的材料科研人员也进行了调整，毕竟电池高温下保持稳定和安全也是非常重要的。

那么电池的内部，科研人员解决的重点是什么呢？这个话题又回归到咱们前面讲到的电池充放电原理了。前面咱们说过，电池充放电是锂离子和电池在正负极之间迁移的过程。而科研人员就是同通过改变锂电池正极材料的阳极孔隙率，和电解质的传输性质，来进一步改善离子传输的。

如果你还没看懂的话，咱们做个比喻，锂电池充放电就像，让两块海绵通过一个管子去互相吸水，从A海绵吸到B海绵的过程。原本这个水可能是黄油，用的可能是孔隙非常小的高密度海绵，通过的可能是喝药用的小吸管。所以温度低的时候充放电，不仅黄油流动性差，不好吸，而且凝固的黄油还可能会在海绵上涂一层，让你弄一手气炸了。

而现在，科研人员通过添加镍箔，让原本的黄油得到了加热，成为了比较稀的液态黄油，而且加粗了中间过渡的吸管，还把海绵换成了大孔的珊瑚海绵。这一番操作下来，海绵互相吸水就通畅了，也不会凝结了。其原理大概就是这么简单的一个事，只不过它变成了电池里面的微观变化。而用到电池里面，它也就实现了快充。

当然，除了解决这些问题之外，科研人员还要解决快充下电池的寿命问题、能量密度问题等等。但好消息是这项技术，科研人员已经开始与某公司进行合作，在不久的将来可能实现商业化了。也就是说，在未来可能咱们就能用上了。

●  编后语：

那么问题来了，如果真的有一天，纯电动车的续航里程不增加了，变成了几分钟就能充满的快充。那么你会坚持选择长续航呢？还是这种超级快充呢？关于你的想法，欢迎在下方留言告诉我们。（文/袁圣 部分内容引用自：百度百科、机械前线公众号、nature）