每经记者：朱成祥 每经编辑：文多
近年来，随着新能源汽车渗透率的提升，节假日高速服务区排队充电的现象日益严重。然而，随着快充技术的进步，这一问题有望得到显著改善。
目前，许多快充技术已能达到充电5分钟，续航100公里的水平。9月25日，上汽通用汽车宣布，与宁德时代合作推出了一款6C（倍率）超快充磷酸铁锂电池，能够在充电5分钟的情况下使续航里程增加200公里以上，并计划于明年起在准900V高压电池架构中投入使用。此外，据报道，辉能科技近日在巴黎车展期间首次展出“100%复合硅阳极”（即硅基负极）电池系统，公司称其充电5分钟可续航约300公里。
充电5分钟，从续航100公里到200公里，再到300公里，未来电车或将与油车一样方便地补能。
如何做到快充
从上汽通用的描述看，其与宁德时代共同推出的6C电池，可能仍属于石墨负极体系。上汽通用称，该电池使用“第二代石墨快离子环技术”，搭配多梯度分层极片，搭建起了电流传导的“高速公路”，显著缩短了充放电时间，实现了更高的能量密度和更高的循环稳定性。
相比之下，辉能科技则使用硅基负极体系。目前，硅基负极主要分硅碳负极、硅氧负极。对于辉能科技使用何种材料体系，《每日经济新闻》记者采访了TrendForce集邦咨询分析师曾佑鹏，其表示：“辉能科技推出的100%硅基负极并非纯硅，是高容量（2100~3100mAh/g）的硅氧体系复合材料”。
辉能科技官网显示，具体而言，其硅复合负极电池充电5分钟可续航约300公里，相较业界快充标准（30分钟），缩短了83.3%的充电等待时间，提升了充电周转率，解决了充电站不足与充电时间过长的困境。
该电池体积能量密度达到749Wh/L，重量能量密度则达到321Wh/kg。公司称，根据德国莱茵实验室的测试数据，该电池系统能在充电5分钟内，从5%电量充至60%，充电8.5分钟则可达到80%。
不过，辉能科技未说明该电池何时量产。对此，10月21日，《每日经济新闻》记者试图通过邮件的方式联系辉能科技，但并未成功。
对于硅基材料为何快充性能如此优异，曾佑鹏告诉记者，硅基负极适用快充，主要与其储锂机理有关，传统石墨材料主要是通过扩散嵌锂提供容量，石墨材料为层状结构，充电时发生插层反应，锂离子必须从材料的端面嵌入并扩散至颗粒内部，导致传输路径较长，嵌锂过程较慢，限制了其快充性能。
“而硅基负极主要是通过扩散+合金化反应提供容量，首先硅材料可从各个方向提供‘Li+’（锂阳离子）扩散的通道，且Li+与硅的合金化和去合金化反应过程较石墨材料中Li+扩散脱嵌锂的反应动力学过程更快，因此可提升电池的快充速度。”曾佑鹏补充表示。
硅基材料进入量产阶段
既然硅基负极材料的快充性能如此优异，为何目前仍没有大规模应用？硅基负极材料又存在哪些问题？
对此，沙利文大中华区执行总监向威力认为，硅基负极材料存在体积膨胀、电导率降低以及内部应力这三大问题。
向威力回复《每日经济新闻》记者称：“硅作为电池负极时，在充电时会经历显著的体积膨胀（最高可达300%），这可能导致电池材料的结构被破坏，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降低，从而影响电池的整体性能和充放电效率；重复的膨胀和收缩会导致电池内部产生应力，从而可能导致电极的剥离或裂纹，增加安全隐患。在极端情况下，由于硅材料的膨胀，可能导致电池内部短路或热失控，从而影响电池的安全性。这种现象在极端情况下可能导致起火或爆炸。”
曾佑鹏也认为：“由于体积变化大，硅基负极在充放电过程中，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，将造成电池容量衰减快，循环寿命短。”
那么，硅基材料的体积膨胀与收缩问题，又该如何解决？
曾佑鹏认为：“一方面可通过纳米结构设计来减轻硅的体积膨胀，如使用硅纳米颗粒、硅纳米线和硅纳米片等纳米结构材料；另一方面是通过引入碳基材料来改善硅基负极材料的性能，包括设计核壳结构、蛋黄结构、多孔型结构和嵌入型结构的硅碳复合材料。”
可以看出，硅基负极材料存在的问题，也有明确的解决方案。当下，硅基负极材料体系的电池，量产进度如何？
向威力介绍，国内企业的硅基材料电池系统主要集中在硅碳复合、硅氧复合等负极材料技术方面。国内硅基材料电池系统的出货量呈现快速增长并逐渐商业化的态势，核心企业主要包括贝特瑞、杉杉股份、璞泰来等，致力于产业链的技术研发、产能扩张、制造等方面。
其举例称，贝特瑞是国内最早量产硅基负极材料的企业之一，其中硅碳负极材料产品已经开发至第五代，比容量达2000mAh/g以上，截至2023年末，硅基负极材料产能达5000吨/年。
杉杉股份早前在互动平台以及公司公告中表示，公司突破了硅基负极材料前驱体的批量合成核心技术、预锂化硅材料嵌入均匀性方面的技术瓶颈。公司已领先布局宁波4万吨一体化硅基负极产能基地，其中一期产能建设中，预计2024年年底“投试产”。
璞泰来于2023年7月设立“安徽紫宸”，启动年产1.2万吨硅基负极材料（单体）的项目建设，计划2025年开始逐步分期投产。
向威力总结称，目前国内外有超40家厂商布局硅基材料电池系统，行业进入商业化量产阶段。
每日经济新闻
在新能源汽车日益普及的今天，充电问题成为了车主们最为关注的话题之一。到底多久给新能源车充一次电好？什么时候充电对电池更有保障？让我们结合网上的各种信息来一探究竟。
图片来源网络
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根据日常行驶里程 ：如果每天的行驶里程较短，比如在 50 公里以下，那么每周充电 1 - 2 次可能就足够了。因为一般的新能源车续航里程都能达到几百公里，日常短距离行驶耗电量相对较少，电池电量的消耗速度较慢。若每天行驶里程在 50 - 100 公里，建议每周充电 2 - 3 次。这样可以确保车辆始终有足够的电量，避免出现电量不足的情况。对于每天行驶里程超过 100 公里的长途驾驶者，可能需要每天或根据实际使用情况随时充电，以保证续航能力，满足出行需求。 参考电池电量百分比 ：从电池健康的角度考虑，尽量避免让电池电量过低或过高。当电池电量剩余 20% - 30% 左右时，就可以考虑充电了。如果电量过低，可能会导致电池出现馈电现象，严重缩短电池的使用寿命。而长期让电池处于高电量状态，也可能会对电池造成一定的损害。有些车辆的电池管理系统会在电量较低时提醒车主充电，此时车主应及时寻找充电桩进行充电，不要忽视这些提醒。图片来源网络
选择合适的充电时间点 ： 日常使用后及时充电 ：新能源车在行驶过程中，电池会发热，此时电池的活性较高。如果在车辆使用后及时充电，可以利用电池的余热，提高充电效率，并且对电池的损伤也相对较小。特别是在冬季，这种充电方式可以有效减少电池的冷却损失。 避免在极端温度下充电 ：新能源车适宜的充电环境温度在 0℃ - 45℃之间。在高温天气下，充电可能会导致电池温度过高，影响电池的性能和寿命；在低温环境下，电池的活性会降低，充电速度会变慢，甚至可能无法正常充电。因此，尽量选择在温度适宜的环境下充电，比如地下停车场、封闭性车库等。 利用波谷电价充电 ：对于有条件的车主，可以选择在夜间等波谷电价时段充电。这样不仅可以降低充电成本，而且电网的负荷较低，充电电压相对稳定，对电池的保护也更好。 注意充电的频率和方式 ：图片来源网络
保持浅充浅放 ：新能源车的电池没有记忆效应，频繁充电并不会影响电池的寿命。相反，浅充浅放的充电方式可以保持电池内部的活性，延长电池的使用寿命。建议车主在日常使用中，随时根据电量情况进行充电，保持电池电量在 20% - 80% 之间。 合理选择充电模式 ：新能源车一般有快充和慢充两种充电模式。快充可以在较短的时间内为电池充入较多的电量，但长期使用快充可能会对电池造成一定的损伤，因为快充时电流较大，容易导致电池发热。慢充虽然充电时间较长，但对电池的损害较小，是延长电池寿命的较好选择。因此，在不着急的情况下，建议尽量选择慢充模式。图片来源网络
使用正规充电桩 ：选择正规、可靠的充电桩进行充电，避免使用劣质或未经认证的充电设备。这些设备可能存在安全隐患，如漏电、短路等，对车辆和人员造成危害。避免过度充电和过度放电 ：如前文所述，过度充电和过度放电都会对电池造成损害。在充电时，要注意观察充电状态，当电池充满后及时拔掉充电器。同时，在使用过程中，也要尽量避免将电池电量耗尽。注意充电接口的清洁和维护 ：定期检查充电接口，确保接口干净、无杂物。如果接口有灰尘或杂物，可能会影响充电效果，甚至损坏充电设备。在插拔充电器时，要轻拿轻放，避免用力过猛损坏接口。充电时不要在车内使用大功率电器 ：充电时，车辆的电池正在接受电能，如果此时在车内使用大功率电器，如电暖器、电磁炉等，会增加电池的负担，影响充电速度和电池寿命。关注车辆的充电提示和故障信息 ：如果车辆在充电过程中出现异常提示或故障信息，要及时停止充电，并联系专业的维修人员进行检查和处理。不要自行尝试解决问题，以免造成更大的损失。总之，新能源车的充电频率和充电时间需要根据个人的使用习惯、行驶里程以及电池的实际情况来灵活掌握。合理的充电方式可以有效延长电池的使用寿命，降低使用成本，让车主更好地享受新能源车带来的便利和环保。同时，注意充电过程中的各种注意事项，确保充电安全，为自己和他人的生命财产安全负责。
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