電動(dòng)車(chē)發(fā)展的最大掣肘是什么？

——是電池。

圍繞電動(dòng)車(chē)的爭議，大部分都與電池脫不開(kāi)關(guān)系，這里包括但不限于成本、續航、安全、用車(chē)便利性等一系列衍生問(wèn)題，不僅影響了消費者的購買(mǎi)決策，也讓電動(dòng)車(chē)車(chē)主感到憂(yōu)慮。

電池是一門(mén)材料學(xué)，而材料學(xué)的發(fā)展往往不可預期。雖然電池的能量密度一年比一年高、續航能力一年一年強，但是“續航焦慮”這個(gè)詞始終沒(méi)有從消費者的腦海里消失，說(shuō)到底，還是電池材料沒(méi)有出現革命性突破。

既然材料發(fā)展舉步維艱，那么就只能從充電技術(shù)上尋求轉機?！撼潆娙昼?、通話(huà)一小時(shí)』，這句經(jīng)典的廣告詞想必大家都有印象，智能手機帶動(dòng)了快充技術(shù)的大規模普及，如今，快充也成為了電動(dòng)車(chē)的標配——30分鐘從30%充到80%，很大程度上節省了充電時(shí)間，緩和電動(dòng)車(chē)主對于充電的“麻煩”心理。

但隨之而來(lái)的又是一個(gè)新的問(wèn)題，快充究竟傷不傷電池呢？

電池的壽命

要解答這個(gè)問(wèn)題，我們得先弄明白電池的壽命。

大部分人有一個(gè)誤解，認為鋰電池的壽命就是看充電的次數。其實(shí)不然，電池的壽命取決于電池的『完全充放循環(huán)次數』。它是指電池完成一次100%用電/充電的完整過(guò)程，譬如『電池從滿(mǎn)電到用光，然后一次性從0%充至100%』這是一次完整充放循環(huán)，『充一點(diǎn)用一點(diǎn)，分兩次從30%充到80%』也是一次完整充電循環(huán)。

于是我們有了一個(gè)基礎共識——在除去其他條件下的影響下，電池的壽命是固定的，且足以覆蓋車(chē)輛的生命周期。作為現在電動(dòng)車(chē)的主流配置，三元鋰電池的理論循環(huán)壽命在1500次左右，磷酸鐵鋰的壽命更長(cháng)，理論可達2000次。

但是理想和現實(shí)總是有差距，在實(shí)際使用中，有諸多的因素都在加快電池的損耗，包括溫度、過(guò)充過(guò)放以及快充。

快充傷不傷電池？

弄明白電池的壽命，我們接下來(lái)就說(shuō)快充的原理。

其它種類(lèi)的電池（如燃料電池），工作時(shí)會(huì )發(fā)生轉化（Conversion）化學(xué)反應，伴隨著(zhù)物質(zhì)的轉化而釋放能量。但是鋰電池采用的是非常獨特的鋰嵌入（Intercalation）化學(xué)反應，我們可以將電池內部視作一個(gè)泳池：充放電時(shí)，鋰離子在正極與負極之間游來(lái)游去。

鋰電池中的正極為鋰化合物，負極為石墨。充電時(shí)，在電場(chǎng)作用下，鋰離子嵌入到負極的石墨碳層微孔，存儲能量；放電時(shí)，電解液發(fā)生反應，這些帶電荷的鋰離子從負極脫嵌流向正極，使其處于富鋰狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程形成電流供電。

理想狀態(tài)下，只要正負極材料的化學(xué)結構不發(fā)生變化，鋰離子電池就能保證長(cháng)時(shí)間、多次數循環(huán)，達到理想的工作壽命。

但是！快充之所以快，就是強行使鋰離子快速從正極嵌出并嵌入負極，增大鋰離子的流量與速度。

快充時(shí)，由于鋰離子在電極顆粒內部的遷移速率小于其表面發(fā)生的電化學(xué)反應速率，因此會(huì )引起電極的濃差極化現象，使得正負極電極電勢差偏離平衡電勢。在電流很大時(shí)，電極負極（石墨）表面的一層半透膜 （SEI 膜——類(lèi)似于隔離墻的存在，將電極材料和電解液分開(kāi)，避免其發(fā)生反應）會(huì )開(kāi)始發(fā)生破裂，隨后電極材料和電解液產(chǎn)生反應，電極材料被破壞。

持續快充，電極處的離子濃度進(jìn)一步升高，極化加劇。電極材料破壞越嚴重，能夠存儲的鋰離子就越少，可逆性變低，電池的容量就會(huì )出現衰減。同時(shí)，大電流充電，內阻的增大會(huì )導致發(fā)熱以及其它副反應，如電解液的反應分解、產(chǎn)氣等問(wèn)題。

這是短期的影響，再看長(cháng)期的影響。

快充帶來(lái)的發(fā)熱量與發(fā)熱不均勻，會(huì )成為電池熱失控（Thermal Runaway）的潛在誘因，當然，這個(gè)鏈式反應存在溫度臨界點(diǎn)。通常來(lái)說(shuō)，為了安全，電池的溫度零界點(diǎn)一般都非常高。但是快充的另一個(gè)負面效果——析鋰效應（Li Plating）會(huì )降低這個(gè)溫度零界點(diǎn)。

前面說(shuō)到，鋰電池是基于鋰嵌入反應（Intercalation）而設計的，當負極電流過(guò)大或溫度過(guò)低時(shí)，負極電位低于Li／Li＋參考電極的電位，就會(huì )產(chǎn)生本不應該出現的鋰轉化（Conversion）反應，產(chǎn)生金屬鋰，這就是所謂的析鋰（Li Plating）。

長(cháng)時(shí)間析鋰后，電池內部的鋰會(huì )形成像樹(shù)枝狀的結構，俗稱(chēng)鋰枝晶。讓我們看看它的樣子：

以前的主流學(xué)說(shuō)認為，鋰枝晶會(huì )刺破電池導致短路（Internal Short Curcuit），但是這個(gè)說(shuō)法現在受到不少質(zhì)疑，而替代的理論是，鋰枝晶的樹(shù)狀結構會(huì )導致電池的臨界溫度大幅降低，進(jìn)而使熱失控風(fēng)險增加。

也就是說(shuō)，快充時(shí)的熱效應提高了電池溫度、析鋰效應降低了臨界溫度，兩種負面效果里應外合，增加了熱失控的風(fēng)險。

那我們應該怎么用快充呢？

當然，我們并不想危言聳聽(tīng)，不能一棒子打死說(shuō)快充就是不好，更不希望你買(mǎi)了電動(dòng)車(chē)就畏首畏尾。因為這些副反應雖然不可避免，但是過(guò)程還是非常緩慢的，保守估計也要數百次快充才能對電池造成可見(jiàn)的傷害。

更何況，電動(dòng)車(chē)廠(chǎng)商也相應的保護措施。

現在的電動(dòng)車(chē)上都會(huì )搭載BMS系統（Battery Management System），它是管理和監控電池的中樞，負責調配、維護、保護電池的各個(gè)模塊，目的是保證電池工作效率、防止過(guò)充過(guò)放、延長(cháng)電池壽命、幫助電池正常運行等等工作。

就拿快充來(lái)說(shuō)，BMS在快充時(shí)會(huì )智能調節快充的電流與電壓，在低電量的情況下使用大功率充電，當電量超過(guò)80%后，就限制充電功率，改為涓流充電。這樣既享受了快充及時(shí)補能的便利性，也盡可能地減少了快充對電池的傷害。

這是車(chē)企在技術(shù)上的應對措施，我們車(chē)主也可以從充電習慣上入手。

如果有機會(huì )裝個(gè)人充電樁就盡量裝，能慢充就慢充。如果在外只有快充可選，那么也盡量不要讓電量掉到太低，剩余20-30%就可以準備充電了，同時(shí)，快充時(shí)不要追求一定得充滿(mǎn)，充到80%左右就可以拔槍了，一是80%之后的涓流充電耗時(shí)太久、二是也能主動(dòng)防止電池過(guò)充和電池過(guò)熱。

結語(yǔ)

總之，快充一定程度上緩解了充電的煩惱，但也不要過(guò)分依賴(lài)快充。慢充為主，快充為輔，是更加健康的選擇。

最后，舉一個(gè)可能不太恰當的比喻：低電量的電池就像是虛弱的病人，慢充就好比給病人喝瘦肉湯，讓他自己慢慢消化、吸收營(yíng)養；快充就是直接往病人的靜脈注射葡萄糖，讓他快速回復元氣。但是我們都知道，我們沒(méi)病的時(shí)候，都是正常吃飯喝湯，而不是天天掛葡萄糖。