超快充竞技赛打响「充電5分鐘，續航超200公里。」近日，上汽通用汽車宣佈攜手寧德時代推出行業首個6C超快充磷酸鐵鋰電池，計劃明年起在新升級的奧特能準900V高壓電池架構上投入使用，將超快充技術「卷」向新高度。
從4C到5C，再到6C，作爲緩解電動汽車續航焦慮的重要手段，超快充路線近年來頗受市場追捧。而得益於技術的快速迭代和行業降本的大力推進，超快充車型加速面市。
車端超充平台雖已成形，但受制於基礎設施配套不足，目前新能源汽車超充效果很難完全發揮。在多數受訪人士看來，未來超快充技術大規模落地，還有賴於超充網絡的完善與超充生態圈的構建。
超快充競技賽打響
作爲拉動新能源汽車高效補能的「牛鼻子」，超快充技術讓「充電像加油一樣快」從理想走向現實。
據了解，電池充電倍率對應充電速度，用C表示。一般來說，C數值越大，充電效率越高，充滿用時越少。理論上來說，1C表示1個小時可將電池充滿，2C表示1/2小時將電池充滿，以此類推。近年來，頭部電池廠密集推出4C、5C，甚至6C電池，將充電時長壓縮至十幾分鍾甚至更短，超充時代加速開啓。
2022年，「動力電池一哥」寧德時代發佈4C麒麟電池;2023年，峯值5C快充的麒麟電池與理想汽車合作實現量產，同年公司發佈神行電池，將4C超充技術帶入磷酸鐵鋰電池領域;今年4月，神行PLUS電池面世，進入「1秒1公里」的超級補能時代;伴隨着本次與上汽通用官宣推出6C超快充磷酸鐵鋰電池，公司超快充技術再上臺階。
二線電池廠在超快充領域的佈局也明顯加快。今年以來，億緯鋰能發佈大圓柱新品Omnicell全能電池，產品具備6C快充能力，可實現充電5分鐘續航300公里;國軒高科5C超級快充電池——G刻電池發佈，可實現充電9.8分鐘補能80%，並支持磷酸鐵鋰、磷酸鐵錳鋰和三元等多種體系;欣旺達向市場呈現了閃充電池3.0——6C LFP欣星馳電池及6C NCM欣星耀電池;蜂巢能源則在年內發佈了基於磷酸鐵鋰體系的短刀5C超充電池，另一款三元6C超充電池也同步亮相。
「當前，發展超快充已經是業內共識。」國軒高科電池研究院三元分院副院長汪亞軍表示，長期以來，增大電池電量和提升充電效率，是解決新能源汽車續航焦慮的兩大主要途徑。目前，動力電池容量標配已經達到一定水平，補能速度成爲產業鏈企業發力的重點方向。
從裝車情況來看，超快充電池市場認可度較高，落地也頗爲迅速。
目前，麒麟電池已搭載於極氪009、小米SU7 Max、理想純電車MEGA等車型;神行電池已在小米SU7 Pro、奇瑞星紀元ET、極氪001、阿維塔07等車型實現裝車。寧德時代表示，神行電池和麒麟電池今年開始大規模放量，全年來看，二者在公司動力電池出貨中佔比將達三到四成。
其他電池廠方面，國軒高科G刻電池在今年5月發佈即量產，蜂巢能源短刀5C超充電池預計將於今年12月實現量產。「目前我們正和多家客戶溝通合作超充方案，不過具體細節不方便透露。」蜂巢能源相關負責人表示。
性價比大躍進
多數業內人士認爲，超快充無論在技術層面、成本層面，還是市場層面，都已具備了大規模商業化落地的條件。
「超快充涉及面較廣，不僅需要對電池材料進行創新升級以支持超充，還需要對大電流充電下的熱量進行有效控制和管理。」汪亞軍表示。
從工作原理看，電池充電過程的本質是鋰離子從正極往負極遷移的過程，在快充模式下，鋰離子瞬時脫嵌並遷移嵌入負極，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。
汪亞軍告訴記者，對石墨進行改性，特別是採用多層塗布技術，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。
在正極材料方面，多數電池廠採用的方案是提升壓實密度，在保證電池能量密度的前提下，縮短鋰離子在正極材料中的遷移路徑，減少電池內阻，從而加快充電速度。
除此之外，使用低黏度溶劑電解液，引入隔膜有機塗覆技術，也是提升充電倍率和安全性的有效方法。
在電池熱管理領域，液冷技術已在動力電池中廣爲應用。「目前售價10萬元以上的車基本上都採用了液冷技術，在超充電池上一般會對液冷板設計進行改良，增大散熱面積，提升冷卻效果。」汪亞軍表示。
不同電池形狀的散熱要求也不同。蜂巢能源相關負責人認爲，短刀電池在散熱方面有優勢，配合大面水冷布局，熱管理方面優於VDA方形電池和圓柱。
值得一提的是，在2023年以前，超快充電池絕大多數爲造價較高的三元電池，一度被視爲高端車型標誌。而在寧德時代推出神行電池後，成本較低的磷酸鐵鋰電池也被賦予了超充性能，大幅降低了超快充技術的應用門檻。
寧德時代曾表示，神行電池相較於傳統磷酸鐵鋰電池成本幾乎沒有增加，價格不會有大的變化，基本加量不加價，希望成爲大衆消費者用得起、用得好的電池。
「據我們測算，在目前的材料體系和技術水平下，超快充電池與普通2C電池相比，成本僅高出不到10%。」西南地區一位資深鋰電人士表示。
不過，電池端成本優化只是超快充技術普及的其中一環，配套的電氣系統升級降本壓力仍存。
證券時報·e公司記者關注到，與當前市場主流的400V平台不同，超快充動力電池系統大多匹配了800V高壓平台。「縮短充電時長意味着增大充電功率，而功率=電壓*電流，即通過提升電壓或電流均可以增大功率。相比於大電流，高電壓方案可減少發熱量，且具備減重、省空間等優勢，更受市場推崇。」蜂巢能源相關負責人表示。
爲匹配高壓平台，車企需要對電氣架構系統進行升級，同時相關功率半導體器件需由硅基的IGBT迭代爲造價更高的SiC碳化硅。據國泰君安證券研報測算，400V平台升級爲800V高壓平台或將合計增加整車成本超4000元。
短期的成本壓力並沒有阻礙技術的發展。從各家車企官宣的情況來看，800V高壓快充已經由高端車型向下滲透，普遍來到30萬元以內車型，而在規模化效應推動下，高壓快充降本空間將進一步打開。
超充網絡亟待完善
伴隨着超快充車型的陸續問世，超充樁匹配不足的問題開始暴露，成爲高效補能體驗落地的瓶頸。
從充電模式來看，市面上有慢充、快充、超充三種，慢充以家用交流充電樁爲主，快充及超充服務主要由公共充電站提供。根據《電動汽車公共充電站運營管理服務導則》，快充充電功率爲30kW至180kW，超充及超快充充電功率分別達180KW至360kW、360kW以上。超快充車型只有匹配超充樁甚至更高功率的超快充樁，才能達到充電最大峯值功率，實現極速充電。
「目前公共充電樁功率絕大多數都在180kW以下，支持普通快充，充電時長約在半小時至1小時之間，但無法支持超快充。」華東地區一位充電站運營人士告訴記者，第三方運營的超充站多爲示範站，還未大範圍鋪開。
根據華爲中國高壓快充產業發展報告，如果按照現有車樁比測算，要滿足1300萬台高壓快充需求，2023年—2026年還需要增加98萬台1000V高壓直流充電樁。
在採訪中，記者了解到，超充樁滲透率不高，主要是由於投資成本過大。「據大致測算，超充站投資成本約爲普通快充站的3倍。」前述運營人士告訴記者，當前充電站市場競爭趨於白熱化，且商業模式較爲單一，主要以賺取電費差價和服務費爲主，在業內瘋狂「卷」價格的背景下，運營方對投資高成本的超充站動力不足。
與此同時，大功率超快充的瞬時高功率可能會對電網電力分配帶來一定衝擊，目前主流的做法是在充電站中增設儲能電站，以平衡負荷。“增設儲能電站會帶來額外投入，對管理調度的要求也更高，對於多數運營方來說，投入產出比並不高。“前述運營人士表示，部分運營方嘗試引入虛擬電廠、微電網等新的技術模式，未來或許能成爲充電站新的盈利點。
有觀點認爲，在預期超充體驗得不到充分滿足的情況下，消費者對超充車型的熱情或會有所減弱，進而對終端銷售形成抑制。爲增強市場競爭力，車企親自下場建設超充樁漸成趨勢。
極氪汽車提出「千站萬樁」目標，即2024年佈局超1000座超快充站，2026年底預計超快充樁保有量達10000根。截至今年9月底，極氪汽車自建充電站覆蓋全國156城達1275站，極充(800V超快充)達608站3113樁。
理想汽車計劃在2024年底上線超級充電站2000座以上。截至2024年10月13日，全國已907座理想超充站、4346根理想充電樁，覆蓋30個省份、173個城市。
今年7月，小鵬汽車第1000座自營超充站投入使用;9月，小鵬新一代S5超快充站正式在上海、天津、鄭州、武漢四個城市落地，峯值充電功率可達800kW，充電速度1秒超過1公里。
前述運營人士表示，市場發展初期，車企自建超充樁更多的是一項增值服務，或可在一定程度上拉動車型銷售，但未來超快充普及絕不能各自爲陣，需要政府進行頂層設計，並引入更多的第三方參與進來，形成科學規劃、統一標準的超快充網絡，與慢充、快充、換電形成良性互動，構建智能產業鏈生態圈。
目前，產業鏈生態已具備雛形。今年4月，華爲攜手車企、充電運營商及產業夥伴成立「超充聯盟」，首批進入聯盟的車企包括阿維塔、北汽、比亞迪、長城、廣汽、合衆、江淮、理想、奇瑞、賽力斯、小鵬等11家。按照計劃，到2024年底，華爲將聯合客戶、產業夥伴在全國部署超10萬個600kW全液冷超級快充樁。
