[科学世界]几分钟充满电，续航800公里的电动车

Published 05 Oct.2023 13:39(KST)

Updated 25 Jun.2025 15:25(KST)

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最近电动汽车的人气有所放缓。越来越多人认为电动车使用不如想象中方便、价格又偏高，竞争力不足，导致销量下滑。内燃机汽车即便加满燃油需要的时间稍长，也不过几分钟，一次加满通常可以行驶600~800公里，长的话可超过1000公里。相反，电动车即使是快速充电也要30分钟，慢的话需要数小时以上。而且续航里程即便较长也只有约400公里，在便利性方面难免被批评大打折扣。

那么，如何才能大幅提升电池性能呢？先来了解一下提升电池容量的技术。目前尤其需要关注的是制造电池“正极材料”的技术。最受瞩目的材料是“镍”。目前电动车广泛使用的正极材料是“NCM（镍·钴·锰）”合金体系，即将三种金属混合制成正极材料。在NCM体系电池中，尽可能提高镍含量的产品被称为“高镍电池”。镍比例越高，电池性能和容量就越高。相应地，镍与锂离子发生意外化学反应的风险也会增大。在尽量加以控制的前提下提高镍含量，正是当前电动车电池开发企业面临的课题。近来续航里程超过500公里的电动车已经开始出现，大多采用的就是高镍系电池。最近还开发出了在NCM电池中加入铝（A）的NCMA电池，其安全性大幅提高，镍比例可以提升到90%以上。如此一来，人们也期待续航里程轻松突破600公里的电动车问世。

下一阶段的“超高速充电”电池又该如何制造？这可能比提升容量更为关键。事实上，充电速度现在就可以提高，只要简单地提升电压，电池就会按比例更快充电。问题在于，这样做难以保证安全。电池内部含有被称为电解液的液体，在高电压下发热，或者受到强烈冲击时，用于分隔电池各区域的隔膜可能受损，导致正极材料、负极材料与电解液相互混合，产生大量热量，进而引发火灾。可以说，之所以无法大幅提升充电速度，很大程度上是因为火灾风险。

因此备受期待的就是全固态电池。该电池的所有组成部分，包括电解质在内，都制成固体。使用这种电池后，电解液混合引发火灾的隐患从源头上被消除。也就是说，有望在几分钟之内，在与加油站加油几乎相同的时间内，将电池几乎完全充满。

那么，何时能够实现实用化？看上去并不遥远。综合国内外研究动向以及电池专业企业的量产计划来看，同时应用高镍正极材料技术和全固态技术的电动车电池，有望在数年内，即在2020年代后期实现实用化。基础设施的完善还需要更多时间，但考虑到各种电动车已经在道路上行驶，预计真正普及所需时间不会太长。只需充电几分钟就能行驶800公里以上的“梦想电动车”离我们已不再遥远。

Jeon Seungmin 科学技术专业作者