电池材料技术双升级！5C/6C“超快充”赛道百舸争流

虽然近年来新能源汽车产业快速发展，动力电池技术取得长足进步，但是充电时间过长的问题一直广受消费者诟病。而超级快充技术的迅速发展,则能够有效缓解这种补能焦虑。今年以来，众多电池企业都在争相发布新的快充电池技术应用产品，5C、6C电池已经成为快充技术竞争的新高地。

今年9月，上汽通用汽车与宁德时代共同推出行业首个6C超快充磷酸铁锂电池，将于明年起在新升级的奥特能准900V高压电池架构上投入使用。该电池融合电池领域多项原子级的快充科技，包括超电子网正极技术、第二代石墨快离子环技术、超高导电解液配方、纳米级超薄SEI固体电解质界面膜、优化的高孔隙率隔离膜等，充电5分钟续航可增加200公里以上。

在此之前两个月，蜂巢能源宣布其第二代短刀快充磷酸铁锂电芯已经在上饶、盐城两个基地完成对客户的大批量交付，并在供应商大会上分别针对纯电和混动领域发布了5C磷酸铁锂短刀电芯、6C三元超充电芯和4C混动短刀电芯——800V混动三元龙鳞甲电池。

更早之前，亿纬锂能发布全新大圆柱Omnicell全能电池，具备6C快速充电能力，在常温25℃时可实现充电5分钟续航300公里;国轩高科发布5C超级快充G刻电池，可实现充电9.8分钟补能80%，充电一刻钟补能90%;欣旺达发布闪充电池3.0——LFP欣星驰电池、NCM欣星耀电池，充电峰值倍率达6C，平均充电4.5C，仅需10分钟就能充电至80%。

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关键的决定因素

快充有望使电动汽车“充电像加油一样快”，其技术发展迭代趋势已经逐渐明朗化。作为助力实现电池快充的关键材料，超充电池负极材料的技术创新引起市场广泛关注。不少业内人士指出，负极材料是快充技术中的一个关键性的决定因素，目前电池快充的瓶颈主要在于负极材料。

“已有大量研究表明，正极材料对锂电池的快充影响不大，主要是负极材料。”信达证券表示，对于负极而言，除了正常的锂离子嵌入、脱嵌过程外，还会出现一些异常：如负极的嵌锂空间不足、锂离子嵌入负极阻力太大、锂离子过快从正极脱嵌但无法快速等量嵌入负极，还存在锂离子在负极上沉积为锂金属、而非嵌入负极的析锂反应。

电池充电过程的本质是锂离子从正极往负极迁移的过程。国轩高科电池研究院三元分院副院长汪亚军也指出，在快充模式下，锂离子瞬时脱嵌并迁移嵌入负极，这就要求负极具备极高的嵌锂能力，否则可能出现析锂现象，严重时会产生锂枝晶，导致电池寿命下降甚至出现短路情况。

对石墨材料进行性能改进，特别是采用多层涂布技术，使其形成多梯度、多孔隙的结构，是提升负极材料离子传输速率的主流手段。另外，从提升快充性能的主流技术路线来看，负极碳化包覆是实现快充的必要条件。

“倍率性能主要取决于负极，快充的负极材料为兼顾倍率与容量性能，可能需要进行二次造粒并采用碳化包覆工艺。”招商证券指出，造粒环节基本决定了负极材料粒径大小，而碳化包覆相当于在石墨外表面形成缓冲层，都有助于提高倍率性能。同时，快充可能会提高负极环节的技术壁垒，进而提升中高端市场的集中度。

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材料技术升级

当下，众多负极材料厂商都在大力加码快充技术。近期，国家知识产权局信息显示，贝特瑞申请一项名为“一种快充氧化亚硅负极材料及其制备方法与应用”的专利。该发明通过固相工艺制得快充氧化亚硅负极材料，在保证材料的容量、首效和循环性能等各项指标不降低的前提下，可显著提升材料的快充性能，同时电池的各方面性能将得到大幅度提高。

电池中国注意到，杉杉股份今年4月发布公告称，已突破高能量密度快充技术瓶颈，该公司消费类快充产品已实现5C产品的批量出货及6C产品的吨级供货。同时，该公司动力类快充产品也已实现4C、5C产品的规模化供应，且6C产品已完成客户定型。

据璞泰来透露，该公司已研发推出快充负极新品，可以满足6C的性能要求，并得到下游客户的积极反馈，同时通过自身粘结剂的配合和原料的创新能够实现8C/10C快充。“预计公司2024年负极材料出货中，快充产品占比将得到进一步提升，主要目标客户包括下游动力和消费电子客户。”

据翔丰华透露，该公司针对快充需求已研发出高能量密度兼顾快充性能的人造石墨负极材料和快充长寿命B型二氧化钛负极材料产品，并已移交客户测试。目前该公司正在积极接触德国大众、韩国SK On、日本松下等国际知名车企和锂电池企业。

除此之外，中科电气表示，公司的高压快充以及超充类负极材料产品成功在客户端得到批量应用，今年上半年，随着相关车型的上市也带动了该公司快充类负极材料产品出货量的增加。同时在硅基负极材料、新型碳材料、锂金属负极等新型负极材料方面均有开发和产品布局。

随着众多企业纷纷发力快充技术，电动汽车行业将快速向超快充时代迈进。业内机构预测，2025年支持高压快充的3C以上电池需求量将达350GWh，占国内电动汽车动力电池装车量的59%，快充电池的加速渗透将助推负极材料技术升级与市场进一步增长。