對(duì)于普通消費(fèi)者而言,購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)車(chē)或更換手機(jī)時(shí),最擔(dān)憂(yōu)的并非價(jià)格,而是電池性能的衰減。充電耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)、電量消耗迅速、使用兩年后容量大幅縮水——這些困擾的根源,往往指向鋰電池的核心問(wèn)題。長(zhǎng)期以來(lái),如何在保證電池壽命的同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速充電,始終是行業(yè)難以突破的技術(shù)瓶頸。
傳統(tǒng)認(rèn)知中,電池壽命與充電速度呈現(xiàn)此消彼長(zhǎng)的關(guān)系。若要延長(zhǎng)電池使用壽命,必須采用低電流慢充方式,促使負(fù)極表面形成一層致密的固體電解質(zhì)界面膜(SEI膜)。這層膜如同電池的“防護(hù)服”,能夠有效抑制電解液的副反應(yīng)。然而,過(guò)厚的SEI膜會(huì)阻礙鋰離子的傳輸通道,導(dǎo)致快充功能形同虛設(shè);若強(qiáng)行提升充電速度,膜層又容易破裂,反復(fù)修復(fù)的過(guò)程反而會(huì)加速電池老化。這種矛盾關(guān)系,使得快充與長(zhǎng)壽命長(zhǎng)期被視為不可兼得的技術(shù)難題。
2025年12月,中國(guó)科學(xué)院物理研究所團(tuán)隊(duì)宣布取得重大突破:通過(guò)優(yōu)化電池制造工藝中的“化成”環(huán)節(jié),成功實(shí)現(xiàn)了快充性能與電池壽命的同步提升。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),采用大電流快速化成工藝形成的SEI膜,其微觀結(jié)構(gòu)反而優(yōu)于傳統(tǒng)慢充工藝。通過(guò)冷凍電鏡等先進(jìn)技術(shù)手段,科研人員觀察到:低電流條件下生成的膜層主要由松散的有機(jī)物構(gòu)成,機(jī)械強(qiáng)度較低;而大電流觸發(fā)雙電子還原反應(yīng)后,膜層中會(huì)大量生成細(xì)小的無(wú)機(jī)顆粒(如LiF、Li?CO?),這些顆粒緊密堆疊形成致密結(jié)構(gòu),既具備高機(jī)械強(qiáng)度,又能保持優(yōu)異的鋰離子傳導(dǎo)性能。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,采用新工藝制備的石墨半電池在5C快充條件下(12分鐘充滿(mǎn)),電池容量較傳統(tǒng)工藝提升46%;磷酸鐵鋰/石墨軟包電池經(jīng)過(guò)2000次1C快充循環(huán)后,容量保持率達(dá)82%,甚至優(yōu)于傳統(tǒng)慢充工藝的80%。這一成果意味著,未來(lái)電動(dòng)車(chē)可能實(shí)現(xiàn)半小時(shí)充電至80%且五年后性能無(wú)明顯衰減,消費(fèi)電子設(shè)備的充電效率與使用壽命也將獲得質(zhì)的飛躍。
該技術(shù)的突破性在于完全基于現(xiàn)有材料體系,僅通過(guò)調(diào)整化成工藝參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)性能躍升。化成作為電池生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),決定了SEI膜的最終結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)工廠(chǎng)為確保膜層質(zhì)量,普遍采用數(shù)十小時(shí)的低電流慢充工藝,不僅耗時(shí)耗能,且生產(chǎn)效率低下。新工藝證明,大電流快充化成不僅能形成更優(yōu)質(zhì)的界面膜,還能將單臺(tái)電池的化成時(shí)間從24小時(shí)壓縮至數(shù)小時(shí),顯著降低制造成本。對(duì)于電池廠(chǎng)商而言,這相當(dāng)于無(wú)需更換現(xiàn)有生產(chǎn)線(xiàn)即可生產(chǎn)高性能產(chǎn)品,技術(shù)落地門(mén)檻極低。
據(jù)行業(yè)消息,國(guó)內(nèi)頭部電池企業(yè)已啟動(dòng)技術(shù)對(duì)接工作,預(yù)計(jì)2026年上半年將有搭載該技術(shù)的車(chē)型上市。隨著中試驗(yàn)證階段的推進(jìn),這項(xiàng)工藝革新有望率先在消費(fèi)電子、電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域普及,并逐步延伸至儲(chǔ)能電站等大規(guī)模應(yīng)用場(chǎng)景。當(dāng)手機(jī)充電時(shí)間縮短至10分鐘、電動(dòng)車(chē)補(bǔ)能時(shí)間壓縮至15分鐘,且電池壽命反超現(xiàn)有水平時(shí),真正的“續(xù)航自由”或?qū)⒉辉龠b遠(yuǎn)。這項(xiàng)源于工藝細(xì)節(jié)優(yōu)化的技術(shù)突破,不僅破解了鋰電池領(lǐng)域的百年難題,更以極低的產(chǎn)業(yè)化成本為中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)增添了重要競(jìng)爭(zhēng)力。











