行业领域

电子信息技术

需求背景

攻克电池快速充电难题，缩短充电时长，这要求深入研究电池内部的离子传输机制，配套开发适配的充电管理系统。

需解决的主要技术难题

• 电池内部原理层面
  • 离子扩散阻碍：在电池充电时，锂离子等需要从正极向负极迁移。然而，随着电池能量密度提升，电极材料的晶体结构越发复杂，锂离子扩散通道变得狭窄、曲折，迁移阻力大幅增加。比如，高镍三元正极材料虽能量密度高，但会形成致密的岩盐相结构，严重阻碍离子扩散，要精准调控材料微观结构，拓宽离子扩散路径困难重重。
  • 界面反应迟滞：电池内部电极与电解液的固液界面处，充电时会发生复杂化学反应。不良的界面状况，像固体电解质界面（SEI）膜增厚、不稳定，会减慢离子传输速度。SEI 膜受温度、充电倍率影响大，维持其在快速充电下的稳定，需精细优化电解液成分、电极表面处理工艺，研发难度很高。
• 热管理技术难题
  • 产热控制：快速充电使得电池内部电流密度激增，进而产生大量热量。过高热量不仅降低电池充放电效率，还可能引发热失控风险。设计高效散热结构与散热材料，要兼顾电池紧凑布局，确保热量及时散发，又不影响电池整体性能与安全性，是极具挑战的任务。
  • 温度均衡：电池模组由多个电芯组成，快充时各电芯产热不均，温差过大将加速部分电芯老化，缩短整体寿命。实现模组内温度均匀分布，需开发智能热管理系统，精准调控各电芯散热条件，但电池组复杂结构与多变工况，让温度均衡技术研发困难不小。

期望实现的主要技术目标

• 提升用户体验
  • 缓解续航焦虑：在电动汽车领域，快速充电能大幅缩短车主等待时间。以往动辄数小时的充电时长，让长途出行受限，而快充技术成熟后，车主利用短暂休息时间，如喝杯咖啡、吃顿简餐的间隙，就能补充足够电量继续行程，极大提升出行便利性，缓解对续航里程的担忧。
  • 契合快节奏生活：对于消费电子设备用户，快节奏生活下人们没有太多时间等待设备充电。手机、平板电脑等产品支持快速充电，能在十几分钟甚至几分钟内恢复充足电量，让用户随时随地保持设备电量满格，不再被充电线 “束缚”，无缝融入忙碌日常。
• 拓展应用场景
  • 推动电动交通普及：公交、物流、出租车等运营车辆对充电时长十分敏感，快速充电技术让电动公交车在终点站短暂停留时即可补电，物流车配送间隙迅速充电续航，降低运营成本的同时，消除电动化转型的一大阻碍，加速公共交通与货运行业的全面电动化。
  • 催生新设备形态：在消费电子领域，快速充电促使可穿戴设备、无线耳机等小型电子产品摆脱续航短、充电久的桎梏，催生更轻薄便携、功能更丰富的新设备，开拓全新细分市场，为行业注入创新活力

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