首先介紹電池充電中的“C”的概念。這個(gè)概念非常重要，是電池討論分析中最常用的術(shù)語(yǔ)。電池中的倍率縮寫是Current-Rate--“A C rate is a measure of the rate at which a battery is discharged relative to its maximum capacity. A 1C rate means that the discharge current will discharge the entire battery in 1 hour.” 就是電池在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)放出其額定容量所輸出的電流值，1C表示用1個(gè)小時(shí)將電池電量放完所需要的電流大小。2C就表示0.5小時(shí)放完所需要的電流大小。倍率越大，也就意味著電流越大。

　　之后就是快充的定義：顧名思義，快充即對(duì)二次可充放電池的快速充電的過(guò)程，其實(shí)多快算快，多快就不算快也沒(méi)有一個(gè)特別嚴(yán)格的定義，但是一般情況下可以簡(jiǎn)單化的理解為在小于1小時(shí)內(nèi)充電的制度(即充電速率大于1C)。知乎上經(jīng)常有人咨詢筆者各種快充的問(wèn)題，在這里，筆者首先要強(qiáng)調(diào)幾個(gè)概念，供科普用：

　　1) 電池的充電一般都是靠測(cè)量其電壓來(lái)測(cè)定充放電程度的，使用庫(kù)侖計(jì)的是少數(shù)，而這種情況下電池充/放電的電量顯示實(shí)際上只是一個(gè)電池實(shí)時(shí)電壓的換算關(guān)系?？斐渑c慢充相比，會(huì)帶來(lái)很大的過(guò)電壓(電流變大，U=IR，電池內(nèi)阻會(huì)貢獻(xiàn)更大的過(guò)電壓)，化學(xué)擴(kuò)散反應(yīng)也會(huì)跟不上，此時(shí)雖然電池可能表面上充到了一個(gè)高電壓值而顯示電量很高，實(shí)際上并沒(méi)有充進(jìn)那么多電，一個(gè)實(shí)例如下圖所示：

 

　　該圖中，同種材料經(jīng)不同優(yōu)化工藝后，倍率性能不同(左差右好)，在5C高倍率充放電制度下雖然都充到了4.5V(體現(xiàn)為充“滿”)，但是實(shí)際上可用的容量差別很大，一個(gè)為75mAh/g，一個(gè)為108mAh/g。

　　2) 所以實(shí)際上，任何電池其實(shí)都能快充充“滿”電，在這里的“滿”其實(shí)只是電壓提了上去，無(wú)法與充入的電量/能量直接線性比例地對(duì)應(yīng)起來(lái)。而且在這些時(shí)候，大電流充電會(huì)導(dǎo)致焦耳發(fā)熱效應(yīng)加劇(Q=I2Rt)，并帶來(lái)電池內(nèi)的材料副反應(yīng)分解、產(chǎn)氣等一系列問(wèn)題，危險(xiǎn)系數(shù)驟然增加，至于此條件下電池的壽命就更不用提了，非功率型電池的壽命必然會(huì)大幅縮短：因此其實(shí)是大部分廠家自己為了安全可靠，出于綜合考慮，廠家設(shè)計(jì)了電路為電池限定了充電電流的上限，不讓大家使用快充。

　　3) 所以如果電池想要快充，對(duì)于其功率相關(guān)的性能要求也就更高，內(nèi)阻低就是很重要的一條(Q=I2Rt，小的電阻值R可以減少焦耳發(fā)熱量)，在這種情況下，使用高電導(dǎo)的電極材料(碳包覆，改性提高鋰擴(kuò)散系數(shù)，減小粒徑縮短擴(kuò)散路徑)、使用更多的導(dǎo)電劑、涂布更薄的電極(讓傳質(zhì)擴(kuò)散距離變短)都是典型的功率快充型電池的設(shè)計(jì)思路。以上這些設(shè)計(jì)理念當(dāng)然也會(huì)與追求能量密度的目標(biāo)有所沖突，魚與熊掌不可兼得。

 

　　4)滿足3)中所述特性的功率型電池，比起能量型電池更為適合快充，這意味著其內(nèi)阻小，充電發(fā)熱量低，副反應(yīng)更少，安全性能更好，比起能量型/那些大部分不適合快充的電池，在大電流快充時(shí)其電壓與充入電量/能量的對(duì)應(yīng)關(guān)系更優(yōu)，通俗的講就是：發(fā)熱少，更安全，真的能充進(jìn)那么多電，而不是只是顯示著好像能充進(jìn)去。

　　5)老生常談的一個(gè)簡(jiǎn)單判據(jù)，如果有人吹噓他的快充技術(shù)，你一定要折算一下充電功率，然后看看這個(gè)充電功率需要對(duì)應(yīng)多粗的電線，單這一條判據(jù)就足夠篩走90%不靠譜的快充假新聞了?！?) 不能只看快充性能，其它性能不管不顧(連個(gè)體積功率密度都不敢報(bào)，做一個(gè)電池體積膨脹好幾倍也有可能)，報(bào)喜不報(bào)憂，用信息不對(duì)稱去蒙蔽政府，欺騙消費(fèi)者，忽悠投資人。

 

　　如果這款能量密度好高的產(chǎn)品，能給公布個(gè)充放電曲線，功率密度，體積相關(guān)參數(shù)，成本，讓我們能對(duì)這個(gè)產(chǎn)品有個(gè)深入的了解，就好了

　　2)沒(méi)有技術(shù)是萬(wàn)能的，尺有所短寸有所長(zhǎng)，在追求能量密度為首要矛盾的場(chǎng)合(比如家用需要長(zhǎng)續(xù)航的電動(dòng)汽車)，過(guò)分強(qiáng)調(diào)功率密度的做法顯得思維混亂，筆者反對(duì)是在該強(qiáng)調(diào)能量密度的情況下的這種避重就輕的宣傳行為。在筆者之前的文章《光說(shuō)幾分鐘充滿，其它性能都不說(shuō)的快充技術(shù)，都是耍流氓》中已經(jīng)在此方面有了大量的分析。

　　3)但是確也有一些情境是功率密度比起能量密度更重要的，比如線路固定，每站停下充電的公交車，以及混動(dòng)汽車，還有儲(chǔ)能中負(fù)責(zé)平滑新能源電網(wǎng)瞬時(shí)波動(dòng)的電池/電容/飛輪，無(wú)不對(duì)于功率性能有著很高的要求，在這里就可以把功率密度的優(yōu)先級(jí)排到更前，傳統(tǒng)的以Wh計(jì)量成本的算法也常常需要做相應(yīng)的修正(比如以W來(lái)計(jì)算成本)。

　　快速充電對(duì)于我們?nèi)粘Ｉ畹谋憷鋵?shí)都非常直觀，核心無(wú)非在于省時(shí)間這一點(diǎn)--電動(dòng)汽車如果可以像汽油車一樣幾分鐘就可以恢復(fù)最大續(xù)航；手機(jī)迅速充滿(比如VIVO OPPO等手機(jī)的技術(shù)，其中CATL為其提供快充型電池做出了相當(dāng)?shù)呢暙I(xiàn))，不用為了電量總是焦慮。但是快充電池的潛在貢獻(xiàn)遠(yuǎn)不只在此，比如功率型儲(chǔ)能器件快速普及可以極大的幫助新能源的消納，尤其是應(yīng)對(duì)間隙性和波動(dòng)性的問(wèn)題，功率儲(chǔ)能設(shè)備還可以在電網(wǎng)中承擔(dān)更多的復(fù)雜服務(wù)功能，其快速響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)可以勝任電網(wǎng)中的許多場(chǎng)合，帶來(lái)綜合收益，是電網(wǎng)智能化、建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。