要解決電動汽車的核心痛點主要有兩條路徑，一個是增加電池密度提升續(xù)航里程，另一個就是縮短充電時間。從用車習(xí)慣的角度來講，縮短充電時間其實要比增加續(xù)航里程更重要。如果為電池充滿電量的時間與加滿一箱油差不多，而獲得的續(xù)航里程也與一箱油能跑的距離相仿，那么電動汽車的用車痛點也將不復(fù)存在。
文丨智駕網(wǎng) 長金
在快充市場的明星公司，以色列StoreDot公司日前在以色列舉行的“EcoMotion Week 2022”活動上對外展示了自己的動力電池快充技術(shù)，在5分鐘的時間內(nèi)為電動汽車補充可行駛100英里（160公里）的電量。
這一技術(shù)有望在2024年量產(chǎn)。
這是已知的動力電池可驗證的最快充電效率，正接近于人類加油的時間效率。
這是歷史性的一幕嗎？
StoreDot首席博士阿米爾·蒂羅什將“特斯拉Model S Plaid在4.3秒內(nèi)從靜止加速到100英里/小時認(rèn)為是衡量汽車與1953年阿爾法羅密歐迪斯科Volante在17.8秒內(nèi)加速至100英里/小時相比的進步程度。
而在充電方面，類似的進步即是實現(xiàn)在2分鐘內(nèi)充電100英里，將現(xiàn)有技術(shù)再提升一倍以上的性能。
StoreDot此次演示的，是其中國合作伙伴億緯鋰能在中國工廠生產(chǎn)的一種名為“pouch”的電池，長度為300mm，寬100mm，其尺寸比特斯拉4680電池（寬46mm、高80mm）和傳統(tǒng)18650（寬18mm，高65mm）大不少。
據(jù)悉，在演示過程中，該電池在10分鐘內(nèi)就從零充電至超過80%的電量，并且電池溫度穩(wěn)定，從未超過33℃，遠(yuǎn)低于StoreDot公司技術(shù)人員設(shè)定的推薦工作溫度。StoreDot公司還表示，該電池在每個關(guān)鍵參數(shù)上都表現(xiàn)出了最佳水平。
StoreDot官方表示，這次演示進一步驗證了公司的“100inX”戰(zhàn)略技術(shù)路線圖"，其計劃是：基于其極速充電（XFC）電池的硅主導(dǎo)陽極技術(shù)和“極高能量密度”半固態(tài)電池的進步，設(shè)定了三個關(guān)鍵里程碑：
到2024年實現(xiàn)5分鐘內(nèi)充100英里電量（100in5），
到2028年實現(xiàn)3分鐘內(nèi)充100英里電量（100in3），
到2032年實現(xiàn)2分鐘內(nèi)充100英里電量（100in2）。
▲ StoreDot的Extreme Fast Charge路線圖
StoreDot研發(fā)副總裁Yaron Fein表示："這項新技術(shù)是公司技術(shù)路線圖的又一個里程碑，我們已經(jīng)交付了能夠超過1200次連續(xù)極端快速循環(huán)的電池。而我們的目標(biāo)，是在今年年底前完成可供電動汽車使用的電池完成1000次以上的循環(huán)，并最終實現(xiàn)‘100in2’的目標(biāo)。”
充電效率的提升，取決于能量密度和電池總?cè)萘績蓚€關(guān)鍵因素。
在未來幾年內(nèi)，電池能量密度的增加將在很大程度上取決于陽極和陰極性能的提高。
因此，硅主導(dǎo)陽極和三元陰極，如鋰鎳鈷錳，有望繼續(xù)推動電池能量密度的進步。
▲LiB能量密度繼續(xù)上升。圖片來源：BNEF
阿米爾·蒂羅什博士表示，預(yù)計電池的能量密度（當(dāng)受到緩慢充電時）從2021年的約240Wh / kg增加到2024年的略高于300Wh / kg。在同一時期，標(biāo)稱電池組容量可能會從60kWh增加到超過75kWh。
同樣，預(yù)計行業(yè)充電率將從大約2.4°C提高到3.0°C，全行業(yè)100英里的充電時間將從2021年的16.7分鐘減少到2024年的9分鐘左右。
不過，他表示StoreDot在XFC電池中以硅為主導(dǎo)的陽極技術(shù)可以在2024年之前將其削減到6.3°C時約5分鐘。
他強調(diào)StoreDot公司的“100in3”高能量密度電池組在2028年左右的實現(xiàn)將標(biāo)志著電池性能的又一次巨大飛躍。
他預(yù)計彼時電池能量密度約為450Wh / kg，標(biāo)稱電池容量預(yù)計將達(dá)到92kWh，充電至100英里的時間減少到約3分鐘，效率再提高40%，然后到2032年減少到100in2（進一步減少33%）。
但要在10年內(nèi)實現(xiàn)充電2 分鐘增加100 英里續(xù)航，預(yù)計StoreDot的電池到2032年將實現(xiàn)700Wh / kg的慢充電能量密度，容量為160kWh。
在這種形式下，StoreDot的“100in2”電池預(yù)計可以實現(xiàn)在大約2分鐘內(nèi)增加100英里續(xù)航。
憑借990英里的潛在續(xù)航里程，由StoreDot的能量密集電池提供動力的電動汽車將達(dá)到甚至超過消費者的每次充電續(xù)航里程期望，從而解決對續(xù)航里程和充電挑戰(zhàn)的擔(dān)憂。
不過阿米爾·蒂羅什博士認(rèn)為這不是StoreDot一家公司可以獨立完成的，電動汽車構(gòu)成了一個更大的生態(tài)系統(tǒng)的一部分，該生態(tài)系統(tǒng)也必須與電池同步發(fā)展。
雖然電池組的設(shè)計和化學(xué)成分在確定電池安全充電時間方面起著重要作用，但外部因素，如充電站的輸出功率以及充電電纜和插頭的載流能力，都必須支持極速充電，以增強用戶體驗并確保電動汽車在全球的快速采用。
目前，對于3級直流充電，組合充電系統(tǒng)（CCS）規(guī)范支持在1，000V下連續(xù)高達(dá)400A，功率為400kW，盡管有幾家公司制造了可輸出高達(dá)500A的CCS充電器。
在亞洲，以日本CHAdeMO為主的協(xié)會與中國國家電網(wǎng)公用事業(yè)運營商之間的聯(lián)合開發(fā)項目旨在將其提高到1，500V和600A時的900kW。
沒有這些技術(shù)的支持，想實現(xiàn)2分鐘增加續(xù)航100英里是不現(xiàn)實的。
而在“EcoMotion Week 2022”活動的技術(shù)探討環(huán)節(jié)，StoreDot首席執(zhí)行官Doron Myersdorf也提出了大幅改善電動車充電時間的倡議。
他認(rèn)為，只有改善充電時間，才能加速大規(guī)模電氣化交通的普及，當(dāng)人們可以在與加油站相同的時間內(nèi)為他們的汽車充電時，電動車才能被更多的消費者真正接納。
簡單的說，讓充電變得像加油一樣方便是StoreDot的目標(biāo)。
根據(jù)官方公布的信息，StoreDot的快充技術(shù)將繼續(xù)接受汽車制造商的測試。
而同在“EcoMotion Week 2022”活動現(xiàn)身的汽車產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)，還包括了通用汽車、沃爾沃、福特、現(xiàn)代、雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟和大陸等，StoreDot的快充技術(shù)是否會引起車企們的興趣，值得后續(xù)關(guān)注。
不過戴姆勒和沃爾沃汽車已經(jīng)是它的投資人了。
對于中國市場來說，StoreDot是一個相對陌生的名字，這家公司成立于2012年，總部位于以色列的特拉維夫。該公司致力于電池技術(shù)，可以在短短數(shù)十秒內(nèi)為手機充電，或在幾分鐘內(nèi)為電動汽車充滿電量。
但因與億緯鋰能的合作，在中國動力電池市場已經(jīng)有不小的知名度。
StoreDot的充電效率上的突破，據(jù)稱是其利用納米技術(shù)合成了一種人造高分子材料，使用該材料開發(fā)出的電池可以更快的速度存儲更高的電量。
專家解釋，這就像超高密度的海綿，能夠迅速吸收并保存水分一樣。
這有望徹底解決電動汽車的核心痛點——充電時間太長，一旦這一技術(shù)投入使用，勢必將迅速改變汽車市場的格局，電動汽車將因此大大加快取代燃油車的節(jié)奏。
也正因為如此，StoreDot的快充技術(shù)早就引起了相關(guān)企業(yè)的注意，戴姆勒在2017年9月就對其投資了6000萬美元，同時參與投資的還包括三星風(fēng)投（Samsung Ventures）。
戴姆勒商用車業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Martin Daum稱：“快速充電技術(shù)是一項非常重要的研究議題，對擁有戴姆勒各卡車品牌的車隊運營商而言更是如此，公司正與StoreDot共同致力于改進該項技術(shù)。”
戴姆勒在對電動卡車進行研發(fā)時表示，由于電池成本過高、卡車載重后耗電量大，進而導(dǎo)致車輛需要頻繁充電，這兩大難題影響了電動卡車研發(fā)的推進。
StoreDot首席執(zhí)行官Doron Myersdorf表示：“若能夠在五分鐘內(nèi)完成車輛的充電，將大大緩解司機的焦慮情緒。若駕駛員知道鎮(zhèn)上某處充電站只需花費5分鐘就完成充電，就像為內(nèi)燃機車加油一樣便捷，他們會支持電動車的推廣的。”
2021年4月30日，億緯鋰能與StoreDot簽訂了《電動汽車戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，雙方就電動汽車電池分三個階段進行合作，有效期至2024年12月31日。
根據(jù)協(xié)議：
第一階段雙方將聯(lián)合研發(fā)和樣品測試，滿足試驗生產(chǎn)線的制造工藝，并制造工程樣品，以供StoreDot、億緯鋰能和電動汽車潛在合作伙伴評估；
第二階段將啟動小批量生產(chǎn)；
第三階段將成立合資企業(yè)，生產(chǎn)用于電動汽車的電池。
其實，億緯鋰能與StoreDot的合作在2018年11月就已開始，雙方在量產(chǎn)“超高速可充電電池”方面建立了合作關(guān)系。之后，雙方還在2019年3月、2020年3月簽訂了框架協(xié)議修正案，以延長合作時間，深入合作對第一代快充電池、第二代快充技術(shù)進行研發(fā)。
2022年4月，沃爾沃也宣布加入，通過其風(fēng)險投資部門沃爾沃汽車技術(shù)基金（Volvo Cars Tech Fund）投資了StoreDot，助力其在2024年實現(xiàn)“100in5”計劃落實。
據(jù)悉，沃爾沃與StoreDot的合作將在沃爾沃和Northvolt建立的合資企業(yè)落地，該企業(yè)已經(jīng)在瑞典擁有研發(fā)實驗室和電池工廠。
這一投資項目，將令沃爾沃獲得StoreDot的快充技術(shù)。
在2021年11月的時候，StoreDot宣布已經(jīng)可以量產(chǎn)化學(xué)成分類似特斯拉4680的新電池，從零到完全充滿電量僅需10分鐘，而特斯拉當(dāng)時宣稱可以在15分鐘內(nèi)將4680電池充滿。
之后，StoreDot開始著手實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，并準(zhǔn)備將電池送往汽車制造商進行測試。
StoreDot首席執(zhí)行官Doron Myersdorf表示：“我們的技術(shù)以同樣的成本減少了50%的充電時間，但新技術(shù)的大規(guī)模生產(chǎn)仍需要時間。同時，新技術(shù)在全球汽車制造商手中進行測試也非常關(guān)鍵。距離2024年還有兩年時間，屆時新電池的大規(guī)模制造將成為現(xiàn)實。”
在電動汽車的發(fā)展初期，存在兩大核心痛點，一個是續(xù)航里程低于燃油車，另一個是充電時間過長。
現(xiàn)階段，續(xù)航里程短的問題已經(jīng)基本解決，市場上的主流車型都已經(jīng)突破了500km大關(guān)，越來越多的車型甚至開始突破700km。
然而，充電時間過長的問題一直沒有本質(zhì)提升，即便采用快充樁充電，量產(chǎn)車型仍需要40分鐘以上才能充滿。
但針對快充技術(shù)，很多科技企業(yè)都在重金布局，國外企業(yè)包括瑞士AB、lonity、LG化學(xué)、英國石油公司（BP）等，中國企業(yè)包括寧德時代、蜂巢能源、領(lǐng)湃能源、微宏動力等。
據(jù)悉，蜂巢能源的第二代4C快充電芯容量為165Ah，從20%充到80%的快充時間只需10分鐘，預(yù)計將在2023年第二季度量產(chǎn)，寧德時代的快充電池則可以在15分鐘內(nèi)充滿至80%。
在整車企業(yè)方面，上汽、廣汽、比亞迪等主流車企也都發(fā)布了快充規(guī)劃。
其中，上汽通用計劃到2025年沿用350V電壓平臺，充電功率200-250KW；廣汽乘用車到2025年將會在700-800V電壓平臺的基礎(chǔ)上實現(xiàn)進一步提升；比亞迪到2025年計劃將最大充電電流提升到300-400A，最大充電功率達(dá)到200-300kW。
實現(xiàn)快充技術(shù)有兩條技術(shù)路線，一個是大電流快充技術(shù)，一個是高壓快充技術(shù)。
特斯拉采用的是大電流快充技術(shù)，屬于并聯(lián)充電方式，技術(shù)難度較大，對電池的各個部分進行分區(qū)同時充電，對電路要求高，但安全性也高。
高壓快充技術(shù)則被汽車企業(yè)廣泛采用，技術(shù)難度相對小一些，但發(fā)熱量較大，對于車輛的動力電池散熱技術(shù)要求更高。
但經(jīng)過多年發(fā)展，該技術(shù)也日益成熟，安全性得到了大幅提升。
但無論是大電流快充技術(shù)，還是高壓快充技術(shù)，都在不斷發(fā)展升級，行業(yè)內(nèi)規(guī)劃的快充技術(shù)路線圖也對發(fā)展趨勢做出了預(yù)測。
未來，“超級快充技術(shù)”或?qū)⑦_(dá)到600A、1.5kV（1500V）、400kW以上的技術(shù)指標(biāo)。
一旦這一目標(biāo)達(dá)成，用“加滿一箱油的時間”獲得超過燃油車?yán)m(xù)航里程的電量就將成為現(xiàn)實。
屆時，電動汽車的核心痛點就將不復(fù)存在，電動車取代燃油車將徹底實現(xiàn)，純電出行時代就將真正到來。
