新能源车快充技术不断突破，未来电车补能或与油车一样方便

目前很多快充技术还停留在5分钟充电、100公里续航的水平。 9月25日，上汽通用汽车宣布携手宁德时代推出6C（倍率）超快充磷酸铁锂电池，充电5分钟，可提升续航200公里以上。从明年开始，该公司还将投资 900V 高压电池架构。使用。

据报道，汇能科技近日在巴黎车展期间首次展出了其“100%复合硅阳极”（硅负极）电池系统。该公司还表示，充电5分钟即可续航约300公里。

充电5分钟，续航里程从100公里到200公里，再到300公里。未来，电动汽车可能会像汽油车一样方便地充电。

如何实现快速充电？

从上汽通用的描述来看，其与宁德时代联合推出的6C电池可能仍属于石墨负极体系。上汽通用表示，采用“第二代石墨快离子环技术”，与多梯度层状极片相结合，构筑电流传导的“高速公路”，显着缩短充放电时间，实现更高的能量密度和更高的充电效率。骑行稳定性。

相比之下，汇能科技采用的是硅基阳极系统。目前硅基阳极主要分为硅碳阳极和硅氧阳极。对于慧能科技采用什么样的材料体系，《每日经济新闻》记者采访了集邦咨询分析师曾友鹏。他表示：“汇能推出的100%硅负极并不是纯硅，而是一种高容量（2100~3100mAh/g）硅氧体系复合材料。”

辉能科技官网显示，具体来说，其硅复合阳极电池充电5分钟即可续航约300公里。与行业快充标准（30分钟）相比，充电等待时间缩短83.3%，提高充电周转率。解决了充电站不足、充电时间长的困境。

该电池的体积能量密度达到749Wh/L，重量能量密度达到321Wh/kg。该公司表示，根据德国莱茵实验室的测试数据，电池系统充电5分钟内可从5%充电至60%，充电8.5分钟内可达到80%。

不过，惠能并未具体说明该电池何时量产。对此，10月21日，《每日经济新闻》记者试图通过电子邮件联系汇能科技，但未果。

至于硅基材料为何具有如此优异的快充性能，曾友鹏告诉记者：“硅基负极适合快充，主要与其储锂机制有关。传统的石墨材料主要通过扩散和嵌入锂来提供容量。”石墨材料具有层状结构，发生插层反应时，锂离子必须从材料端面嵌入并扩散到颗粒内部，导致传输路径较长，嵌锂过程较慢。限制了其快速充电性能。”

“硅基负极主要通过扩散+合金化反应提供容量。首先，硅材料可以为‘Li+’（锂阳离子）从各个方向扩散提供通道，Li+与硅的合金化和脱合金反应过程为比石墨更快，Li+在材料中扩散和脱嵌的反应动力学更快，因此可以提高电池的快速充电速度。”曾友鹏补充道。

硅基材料量产进展如何？

既然硅基负极材料的快充性能如此优异，为何仍然没有得到广泛应用呢？硅基负极材料存在哪些问题？

对此，沙利文大中华区执行董事项伟力认为，存在三大问题：体积膨胀、电导率降低和内应力。

《每日经济新闻》记者回应伟力：“当使用硅作为电池负极时，在充电过程中会出现明显的体积膨胀（高达300%），这可能会对电池材料造成结构性破坏。 ，影响循环稳定性和电池寿命；膨胀和收缩会导致活性材料的电导率下降，从而影响电池的整体性能和充放电效率；反复膨胀和收缩会对电池内部产生应力，从而可能导致导致电极剥落或破裂，增加安全隐患，极端情况下，由于硅材料的膨胀，可能会导致内部短路或热失控，从而影响电池的安全性。”

曾友鹏还认为：“由于体积变化较大，硅基负极充放电过程中，固体电解质界面膜（SEI）会不断形成和破坏。SEI膜的反复形成和破坏，导致电池容量衰减快，循环寿命短。”

那么，如何解决硅的体积膨胀和收缩呢？

曾友鹏认为：“一方面，可以通过纳米结构设计来减小硅的体积膨胀，比如采用硅纳米粒子、硅纳米线、硅纳米片等纳米结构材料；另一方面，可以通过引入碳基材料来改进硅基负极。材料的性能包括设计具有核壳结构、蛋黄结构、多孔结构和嵌入结构的硅碳复合材料。”

可见，硅基负极材料存在的问题已经有了明确的解决方案。目前，硅基负极材料体系电池的量产进展如何？

项伟利介绍：“国内企业的硅材料电池系统主要集中在硅碳复合材料、硅氧复合材料等负极材料技术的量产上。国内硅材料电池系统的出货量增长迅速，并逐步商业化。核心企业主要包括贝特瑞、杉杉股份、普提莱等，致力于技术研发、产能扩张、产业链制造”。

例如，贝特瑞是国内最早量产硅基负极材料的企业之一。其中硅碳负极材料已发展到第五代产品，比容量超过2000mAh/g。截至2023年底，硅基负极材料产能达到5000吨/年。

此前，在互动平台和公告中均表示，公司已突破硅基负极材料前驱体批量合成、预锂化硅材料嵌入均匀性等核心技术的技术瓶颈。公司在宁波率先布局4万吨一体化硅基阳极生产基地。一期产能正在建设中，预计2024年底“投入试生产”。

普提莱于2023年7月成立“安徽紫辰”，年产1.2万吨硅基负极材料（单体）项目开工建设。计划从2025年开始分阶段逐步投产。

项伟力总结道，目前国内外已有40多家厂商部署硅材料电池系统，行业已进入商业化量产阶段。