雖然近年來新能源汽車產業快速發展，動力電池技術取得長足進步，但是充電時間過長的問題一直廣受消費者詬病。而超級快充技術的迅速發展,則能夠有效緩解這種補能焦慮。今年以來，眾多電池企業都在爭相發布新的快充電池技術應用產品，5C、6C電池已經成為快充技術競爭的新高地。
今年9月，上汽通用汽車與寧德時代共同推出行業首個6C超快充磷酸鐵鋰電池，將于明年起在新升級的奧特能準900V高壓電池架構上投入使用。該電池融合電池領域多項原子級的快充科技，包括超電子網正極技術、第二代石墨快離子環技術、超高導電解液配方、納米級超薄SEI固體電解質界面膜、優化的高孔隙率隔離膜等，充電5分鐘續航可增加200公里以上。
在此之前兩個月，蜂巢能源宣布其第二代短刀快充磷酸鐵鋰電芯已經在上饒、鹽城兩個基地完成對客戶的大批量交付，并在供應商大會上分別針對純電和混動領域發布了5C磷酸鐵鋰短刀電芯、6C三元超充電芯和4C混動短刀電芯——800V混動三元龍鱗甲電池。
更早之前，億緯鋰能發布全新大圓柱Omnicell全能電池，具備6C快速充電能力，在常溫25℃時可實現充電5分鐘續航300公里;國軒高科發布5C超級快充G刻電池，可實現充電9.8分鐘補能80%，充電一刻鐘補能90%;欣旺達發布閃充電池3.0——LFP欣星馳電池、NCM欣星耀電池，充電峰值倍率達6C，平均充電4.5C，僅需10分鐘就能充電至80%。
01
關鍵的決定因素
快充有望使電動汽車“充電像加油一樣快”，其技術發展迭代趨勢已經逐漸明朗化。作為助力實現電池快充的關鍵材料，超充電池負極材料的技術創新引起市場廣泛關注。不少業內人士指出，負極材料是快充技術中的一個關鍵性的決定因素，目前電池快充的瓶頸主要在于負極材料。
“已有大量研究表明，正極材料對鋰電池的快充影響不大，主要是負極材料。”信達證券表示，對于負極而言，除了正常的鋰離子嵌入、脫嵌過程外，還會出現一些異常：如負極的嵌鋰空間不足、鋰離子嵌入負極阻力太大、鋰離子過快從正極脫嵌但無法快速等量嵌入負極，還存在鋰離子在負極上沉積為鋰金屬、而非嵌入負極的析鋰反應。
電池充電過程的本質是鋰離子從正極往負極遷移的過程。國軒高科電池研究院三元分院副院長汪亞軍也指出，在快充模式下，鋰離子瞬時脫嵌并遷移嵌入負極，這就要求負極具備極高的嵌鋰能力，否則可能出現析鋰現象，嚴重時會產生鋰枝晶，導致電池壽命下降甚至出現短路情況。
對石墨材料進行性能改進，特別是采用多層涂布技術，使其形成多梯度、多孔隙的結構，是提升負極材料離子傳輸速率的主流手段。另外，從提升快充性能的主流技術路線來看，負極碳化包覆是實現快充的必要條件。
“倍率性能主要取決于負極，快充的負極材料為兼顧倍率與容量性能，可能需要進行二次造粒并采用碳化包覆工藝。”招商證券指出，造粒環節基本決定了負極材料粒徑大小，而碳化包覆相當于在石墨外表面形成緩沖層，都有助于提高倍率性能。同時，快充可能會提高負極環節的技術壁壘，進而提升中高端市場的集中度。
02
材料技術升級
當下，眾多負極材料廠商都在大力加碼快充技術。近期，國家知識產權局信息顯示，貝特瑞申請一項名為“一種快充氧化亞硅負極材料及其制備方法與應用”的專利。該發明通過固相工藝制得快充氧化亞硅負極材料，在保證材料的容量、首效和循環性能等各項指標不降低的前提下，可顯著提升材料的快充性能，同時電池的各方面性能將得到大幅度提高。
電池中國注意到，杉杉股份今年4月發布公告稱，已突破高能量密度快充技術瓶頸，該公司消費類快充產品已實現5C產品的批量出貨及6C產品的噸級供貨。同時，該公司動力類快充產品也已實現4C、5C產品的規模化供應，且6C產品已完成客戶定型。
據璞泰來透露，該公司已研發推出快充負極新品，可以滿足6C的性能要求，并得到下游客戶的積極反饋，同時通過自身粘結劑的配合和原料的創新能夠實現8C/10C快充。“預計公司2024年負極材料出貨中，快充產品占比將得到進一步提升，主要目標客戶包括下游動力和消費電子客戶。”
據翔豐華透露，該公司針對快充需求已研發出高能量密度兼顧快充性能的人造石墨負極材料和快充長壽命B型二氧化鈦負極材料產品，并已移交客戶測試。目前該公司正在積極接觸德國大眾、韓國SK
On、日本松下等國際知名車企和鋰電池企業。
除此之外，中科電氣表示，公司的高壓快充以及超充類負極材料產品成功在客戶端得到批量應用，今年上半年，隨著相關車型的上市也帶動了該公司快充類負極材料產品出貨量的增加。同時在硅基負極材料、新型碳材料、鋰金屬負極等新型負極材料方面均有開發和產品布局。
隨著眾多企業紛紛發力快充技術，電動汽車行業將快速向超快充時代邁進。業內機構預測，2025年支持高壓快充的3C以上電池需求量將達350GWh，占國內電動汽車動力電池裝車量的59%，快充電池的加速滲透將助推負極材料技術升級與市場進一步增長。