8月16日,宁德时代发布全球首款采用磷酸铁锂材料并可实现大规模量产的4C超充电池——神行超充电池,神行超充电池具备“全温域闪电快充”能力,即使在-10℃低温环境下,实现30分钟充至80%,真正意义上实现“低温如常温“。而这点在曾经被诟病耐低温性差的磷酸铁锂电池领域无疑是个巨大突破。
电池的快充,其本质是要在短时间内实现锂离子从正极到负极的移动。但在快速移动的过程中,假设负极因为嵌锂空间不足、锂离子迁移阻力过大等原因导致不能快速接受锂离子,则会在负极表面形成银白色的锂单质,这也就是所谓的析锂,会zui终导致容量衰减快,以及产生安全问题。
而宁德时代是从六个方面解决析锂问题的。第一、神行超充电池对石墨原料进行了改进,让锂离子运行通道“条条都是捷径”,快速的嵌入负极。通过原料改进技术实现各项同性原料和各向异性有机搭配,增加锂离子嵌入通道并缩短嵌入距离。颗粒形貌设计和级配技术增加了材料表面接触点,降低了离子通道孔道曲折度。
第二,神行超充电池就像在石墨表面与内部打造出高速公路网,从单车道变为360条高速路,使锂离子能快速嵌入石墨的任何位置。宁德时代对石墨表面进行包覆改性,在表面打造了一圈超离子环,提供丰富的锂离子交换所需要的活性位点。
第三,在电池极片层面,宁德时代设计了“一片双核”的多梯度极片,完美兼顾高能量密度和超级快充双核心。调控极片多孔结构的梯度分布提升极片表面孔隙率,缩短离子传输路径。上层高孔隙率结构利于锂离子快速进入,下层则采用高压实的结构。
第四,宁德时代让锂离子在游动过程中“纵享丝滑”,其独创的电解液配方降低了电解液粘度,使锂离子脱溶剂化能力增强,显著提升电导率。电解液功能添加剂使SEI膜更薄更均匀、更致密顺滑,从而降低阻力,让锂离子穿透得更快。
第五,神行超充电池采用充方纳米化的正极材料,搭建了四通八达的超电子网,降低锂离子脱出阻力,使材料对充电信号快速响应,锂离子脱出速率大幅提升,并能降低温升。
宁德时代在系统平台上持续优化,针对性的导入电芯温控技术,进一步提升电池低温充电效率,实现了全温域闪电快充。