充电太慢，续航不够，虚电焦虑，是每一个想拥有纯电动汽车的人都绕不过的坎。如果有一天新能源汽车拥有快速充电、续航给力两大超能力，新能源汽车乃至庞大的储能市场将会迎来另一个春天。

近日，中科院山西煤化所传来喜讯，该所709课题组经过6年攻关，成功实现了锂电池负极材料的全新突破。

1、攻克锂电池负极材料的第三代技术

车水马龙中，纯电动汽车的比例越来越高，全球锂电池行业受益汽车电动化的迅猛发展，带动锂电负极材料需求高速增长。2011年，我国锂电池负极材料行业进入了快速发展期，国产企业在锂电池负极材料领域大部分已经实现了进口替代，上半年负极材料出货量达到33.2万吨，其中人造石墨出货量占比达到85%。

2021年，陈成猛课题组发挥煤基新材料研发的优势，独辟蹊径使用无烟煤制造锂电池人造石墨负极材料，摒弃国内外使用针状焦系、石油焦系制造负极材料的传统方法，完成了煤基快充负极材料的成套技术研发，建成了国内首条吨级试验示范线。

2、打通“隧道”口上的拥堵

要实现快充，锂电池就要扛得住大电流，如果将充电过程看作汽车驶入高速公路的“隧道”，锂离子是在传统人造石墨这条旧高速上行驶，由于它的层间距小，易在“隧道”口形成拥堵，堆积过多的锂离子就会在负极表面形成“锂枝晶”，严重影响离子的行驶速度，甚至容易引发“安全事故”。

传统人造石墨原料在高温热处理过程中，分子会重新排列组合，微晶层间距会缩小；煤基人造石墨相对质地偏硬、具有微孔、微晶层间距适宜，这是无烟煤天然的优势。这样有利于锂离子的嵌入，而不会引起结构显著膨胀，具有很好的快速充放电性能，材料表面的中孔和贯穿孔就像扩张的‘隧道’，不会让锂离子拥堵，因此加快了充放电的过程。

不仅是嵌入速度有所提升，负极材料的容量也有了扩充。传统的针状焦、石油焦系人造石墨就像一本书，规则的石墨就像纸张，中间可以嵌入一层锂离子；而煤基人造石墨就像零散的纸张，每一片纸张可以双面嵌入锂离子，不同片之间的孔隙中也可以存储锂离子，因而容量更大。

经过评测，课题组研制的煤基快充负极材料初始存储容量突破了372毫安小时每克(mAh/g)的理论比容量，还可满足在5C下快速充电。首次比容量可达365-375mAh/g，比目前市面快充产品提升5%-10%，在同等的大倍率下容量保留率比市售产品提升10%-20%，可使充电时间缩短至20分钟以内，不足3000元/吨的无烟煤摇身一变身价翻了20余倍。

3、充电要快，更要稳

充电是一个物理问题，快充的原理就是通过增大充电功率来缩短充电所需的时间。而增大功率有三个办法，分别是提高电压、提高电流以及同时提高电压电流；上述的技术就是通过这些原理衍生出来的。

如今，大功率已不再是快充唯一的发力点。电芯也成为手机厂商的关注对象，就在去年小米首发自研充电芯片澎湃P1，产品实现单电芯120W有线秒充。据官方介绍，澎湃P1接管了传统的5电荷泵复杂结构，将输入手机的高压电能，更高效地转换为可以直充电池的大电流；拥有自适应开关频率的4:1超高效率架构，谐振拓扑效率高达97.5%，做到了续航和充电性能达到最佳平衡。

需要注意的是，手机厂商们不能盲目地追求充得快，充得安全、不伤电池也同样重要。真正做到在快充场景下，可以最大限度保证用户的手机安全以及电池的寿命。

回顾过去，仅仅在10年的时间里，快充技术就发生了翻天覆地般的变化。特别是在国产品牌，快充技术就像是坐上了火箭一般，“嗖”的一下不断地前进，让我们看到了技术的快速发展。目前手机快充技术正处于一个高速发展的阶段，未来，我们也许可以见到手机充满电将是分分钟的事，出门前也可以迅速充好电，不必担心续航烦恼。

文章来源： 中国网，手机中国