充电15分钟，可续航400公里，解密宁德时代的充电速度

作者：央视财经、宁德时代。发布时间：2021-08-10

2021年7月29日下午，宁德时代举行了第一代钠离子电池发布会。目前，宁德时代在整个新能源汽车领域，不论国内还是全球市场，市场占有率都已经是第一位了。

央视大型工业纪录片《动力澎湃》

第三集《电驱加速度》

深度解密宁德时代工程师

如何借助科技创新

突破动力电池能量密度与充电效率极限

让我们跟随镜头

聆听这颗动力心脏的进化故事

结构重塑，掌握能量密度之钥

王升威，宁德时代动力电池工程师

他和团队始终在为一个目标而努力

提升电池的能量密度

这是决定电动汽车续航里程的关键指标

过去10年，他的团队通过升级化学材料

将电池包能量密度提升了两倍

达到180Wh/kg

让电动汽车续航里程从不到200公里

提升到超过700公里

在化学材料短期无法取得重大技术突破的情况下

这已经接近电池能量密度的极限

然而，王升威团队的脚步并未停止

这一次，他们尝试从结构上取得突破

普通电池包是由模组组成

每个模组包含10个左右电芯

王升威的方案是取消模组结构

直接把电芯集成到电池包

同样的电池包空间可以放进更多的电芯

能量密度就可以再提升百分之二十

然而，每个电芯内部超过100层

如果每一层极片的厚度偏差1微米

电芯平均厚度偏差就会超过0.1毫米

一排电芯数量在20至30个之间

累计产生的2至3毫米偏差

将造成电池包无法组装

这样的结构变化

对电芯的一致性提出了极高的要求

王升威：“因为到量产交付的时候，往往是成千上万颗电芯，这个时候把电池的尺寸、各项性能的一致性做得非常好，是相当相当困难的。”

控制电池一致性关键在于浆料

浆料是承载着电芯正负极材料的糊状物

对浆料的要求是流动性能好、粘度稳定

不易发生固体沉降

为了实现这些目标

王升威和团队利用一年的时间反复实验

才得到了理想的配方

石墨、粘合剂、导电剂和水的特定比例混合

这是团队秘不示人的独门技艺

它们在自动负压罐中充分搅拌

混合均匀后，将被涂到铜箔上

严苛的生产工艺

将厚度达到60毫米的电芯

平均厚度偏差严格控制在0.1毫米以内

最终实现了整体质量极高的统一标准

让电芯直接集成到电池包的设想最终得以实现

电池包的能量密度提高到220Wh/kg以上

将电动汽车的续航里程提升至1000公里以上

用加一箱油的时间完成电动汽车充电

对于王升威而言

实现能量密度提升的目标还远远不够

15年前，他从事手机电池的研制

并创造了充电五分钟通话两小时的快充传奇

五年后，转行到电动汽车电池研制的他

希望把快速充电的便利带给电动汽车的用户

然而，动力电池相比手机电池

容量大十倍，寿命长三倍

电池包内电芯数量多二十倍

技术挑战更大

王升威：“从用户的角度，是希望能用加一箱油的时间完成充电，这是比较理想的，而目前第一步，是要实现15分钟快充。”

王升威率领的团队正在与时间赛跑

要想让更多的锂离子以最快的速度抵达目的地

实现快速充电的超级设想

取决于他们能否对材料结构做出改良

王升威：“人造石墨是比较常见的，我们发现它有一个缺点，它的快充能力比较差，它的优点是能量密度比较高。我们把天然石墨的表层特性移植到人造石墨上，这样充电速度快，而且循环寿命也好。”

王升威的方案

是用超级的工艺在石墨表面形成快离子环

打造了一个微观的工业世界

快离子环使电荷的转移阻抗大大降低

提供了更多的传输路径

实现在单位时间里锂离子嵌入速度的大幅提升

用改进后的人造石墨制作而成的电池

能否真正进入批量生产

还必须经历一次25℃常温条件下的充电测试

测试开始！

新的方案究竟可以把充电的时间缩短到多少？

王升威：“温升不能太高，同时充电速度要快，这两个是快充的关键。”

不到12分钟，电芯就已经完成了80%的充电

王升威：“好，现在已经升到100%，测试已经成功完成。”

这意味着

由这种电芯构成的电池包只需要充电15分钟

就能为汽车提供400公里的续航

仅仅是一年前

这样的充电速度还被认为是绝无可能

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