宁德时代 4C铁锂超快充电池，技术大猜想

发表于 2023/9/4 14:21:19 阅读（2640）

　　宁德时代的发布会一向是简洁高效的。昨天的发布会上，推出全球首款4C超充电池“神行超充电池”，这是计划在做完4C三元锂电池之后，把4C的技术扩展到磷酸铁锂的领域。10分钟充电，续航400公里的4C电池，再也不用担心“没电”的烦恼。这款电池采用磷酸铁锂材料，不仅超快充电，还能实现700公里以上的续航里程。

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　　我们的问题有很多，比如：

　　● 4C磷酸铁锂和4C三元电池的区别何在？

　　● 引入4C磷酸铁锂是否会增加电芯成本？是否需要与800V小容量电芯搭配?与 4C三元电池的成本差异是多少？既然都能达到700公里续航，是否三元4C电池已经变得多余？

　　● 4C电芯的工艺很多，是否需要与麒麟的Pack工艺相匹配？

　　Part 1

　　宁王的超级技术到底是什么？

　　作为磷酸铁锂电池，这款产品具有令人印象深刻的续航里程和充电速度，采用了一系列先进的技术，包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜和安全性措施的改进。这款电池的主要特点包括：

　　● 续航里程：在常温下，这款电池能够实现700公里的续航里程

　　● 快充能力：在常温下，只需十分钟的充电，即可续航400公里

　　● 低温充电：在-10摄氏度的低温条件下，只需半小时即可充电至80%电量（30分钟）

　　● 正极材料：采用了超电子网正极技术，通过纳米化的磷酸铁锂正极材料，降低了锂离子脱出阻力，提高了电池快充的性能。5）负极材料：通过改良石墨表面，增加了锂离子的嵌入通道，并采用多梯度分层极片设计，实现了快充和续航的平衡。

　　● 电解液：使用全新的超高导电解液配方，提升了锂离子脱溶剂化的能力，同时优化了超薄SEI膜，降低了电池内部阻力。

　　● 隔膜：改进了隔膜的设计，提高了锂离子液相传输速率，从而有助于更高效的充电和放电。8）安全性：采用了改良的电解液体系和高安全涂层隔离膜，通过智能算法管控电池内部温度，确保了电池的安全性能。此外，经过多种场景的认证，保证了电池在各种工况下的安全性。

　　当然，发布会上没有讲的最重要的一点：是不是原来所有的电池，经过这么一改造，直接可以上4C？

　　Part 2

　　关于4C和麒麟电池的猜想

　　其实我们理解前文所讲到的电芯改进，主要解决的问题，是电芯层面可以承受4C快充这样的大电流，换言之，假定容量是100Ah，那么400A的电流充电的时候，电池的阻抗是足够低的。

　　但是这里有几个大胆的猜测：

　　◎ 4C下，200Ah的电池得有800A。换言之这里的巨大电流带来很大的系统挑战。我们可以合理的猜测，4C磷酸铁锂，其实是麒麟电池的LFP版本。也就是说，电池容量也是小的，得用800V才能让电流小下来。

　　◎ 4C磷酸铁锂（LFP）需要配合麒麟电池的设计。这个也容易理解，如果要实现4C，电芯的阻抗可以做到足够低，但是发热还是得散出去。采用双面冷却的麒麟电池设计，这个散热空间是足够的。

　　◎ 在宁王的设计中，还有另外一种思路，就是直接用电化学体系对原有电池进行改造。我们理解目前4C是一个相对模糊的概念，也就是说，在峰值可能达到4C；但是由于电池的Pack设计不改变，达到表现稍逊色的快充效果。

　　Part 3

　　参考麒麟电池的内部构造

　　我们可以通过重新回顾之前的“麒麟电池拆解报告”来探寻这个问题的答案。

　　我们大胆猜测，这个4C的磷酸铁锂电芯需要配合麒麟电池系统进行使用。

　　电池盒顶部增加了厚重的缓冲泡沫，并在前后端设置了多个压力释放阀，以提高安全性。电芯排列成六行，最大化利用了空间，取消了电池内部的冗余横纵梁。电芯与电池包两侧的冷却管线布置有助于热管理。电芯与冷却板之间采用冷却板进行冷却，凹槽填充导热发泡材料，通过双面胶连接，冷却板采用粉末喷涂绝缘。底部设置了泄压阀，通过结构胶加强结构，底部阻胶机构防止结构胶溢出，微连接处使用气凝胶。泄压阀的设置和排烟孔有助于在热失控情况下释放压力和烟气，云母板用于防止热失控蔓延。

　　麒麟电池的内部结构创新关键点包括多功能弹性夹层，即通过绝缘粉末、胶带和导热发泡胶将水冷板与电芯粘结，起到支撑、隔热和冷却作用；大面积水冷技术，将水冷板布置在电芯侧面，增加散热面积，提高快充场景下的充电速度和温度均匀性；高压与烟气主动隔离技术，将防爆阀放置在电芯底部，实现定向泄压，避免高压和烟气干涉；云母防护罩用于防止高温冲击和隔热，防止热失控蔓延。