電動汽車的充電速度是限制它普及的一個重要因素，人們希望電動汽車的充電時間可以縮短至幾分鐘，随着科技的進步，這個夢想正在實現。

從工程角度來看，電動汽車充電主要受到電動汽車技術的限制。電池、電氣架構和車載充電器都限制了潛在的電動汽車充電速度。

目前電動汽車的電氣架構主要是400伏，即使是使用快充充電至80%的電量，也大概需要半個多小時，這對于很多人來說還是不能接受，尤其是在充電樁比較少的地方，可能還需要排隊充電。

可喜的是，越來越多的汽車制造商正在轉向生産具有800伏架構的電動汽車，如保時捷的Taycan 可以在大約 22 分鐘内将車輛充電至80%；現代 IONIQ 5和起亞EV6可以在18分鐘内将車輛從10%充電至80%。

最近，英國的Sprint Power公司将這個時間又縮短了三分之一，他們使用800伏電壓平台将寶馬的下一代電動汽車的充電速度提升至12分鐘充滿80%的電量。

以上800伏架構充分利用了當今電動汽車所具備的锂離子電池技術。對于電動汽車而言，可以通過增加電壓或電流以增加流向電池的功率來達到提高充電速度的目的。

當電流增加時，電纜需要更粗，因為電子需要更多的空間通過。而增加電壓，可以降低電流，由于電流流過電纜時導體中的電阻較小，因此會減少電纜厚度，這是一種更好的解決方案。

但是，無論是增加電流還是增加電壓來提高充電功率，電動汽車的充電速度仍然存在上限，而這個上限就是電池的化學性質。

因此，為了極大地提高電動汽車的充電速度，還需要可以承受更快充電速度的新型電池。

根據目前發布的研發消息來看，有三種新型電池的充電速度比目前的磷酸鐵锂和三元锂電池的速度要快很多。

石墨烯電池預計能在10分鐘内将電動汽車的電量充至80%。

石墨烯能夠快速為汽車充電的關鍵在于它顯著增加了電極密度并加速了電池内部的化學反應，從而實現了更快的充電速度和更大的功率傳輸，同時熱量更少。

有許多相互競争的石墨烯技術，包括鋁離子石墨烯、鈉離子石墨烯和锂離子石墨烯。但是目前沒有看到進一步相關的量産信息。

固态電池也預計能在10分鐘内将電動汽車的電量充至80%。

固态電池将成為未來電動汽車的主流電池，對固态電池的競争非常激烈，最近幾大汽車制造商都宣布了固态電池未來量産的時間。

大衆汽車一直以來都與固态電池公司 QuantumScape有合作研發，最近大衆汽車的電動保時捷新型概念車911已經使用生産的固态電池完成了測試。

日産汽車也宣布他們将在 2028 年之前使用采用專有無钴技術的固态電池。他們将在 2030 年前完全轉向固态技術。

最近三星也宣布将于2023年推出固态電池。

再來看看國内的情況，參與固态電池研發及生産的企業大約有十幾家。

其中，甯德時代宣布已經可以做出固态電池樣品，但是距離商用還有一段距離；比亞迪在固态電池專利方面的數量國内居首。

可見固态電池技術的難度之大，目前尚無法實現大規模量産。

不過，半固态電池也是個不錯的選擇，充電速度可以比固态電池更快。

以色列StoreDot公司正在為電動汽車開發半固态電池，該電池将在 2 分鐘内提供 160公裡的續航裡程。他們計劃在 2024 年推出半固态電池，充電 5 分鐘可增加 160公裡的續航裡程，2028 年将推出 2 分鐘充電電池。

蔚來計劃在今年第四季度發布半固态電池包；贛鋒锂業在今年年初實現了半固态電池的小部分量産，不過沒有充分發揮半固态電池的優勢。

當然，還有更快的電動汽車充電速度，那就是量子電池，量子充電速度理論上可達10秒，但是目前還隻是學術論文階段。

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作者為中國科學院博士，美國藤校研究員，科學技術控，接觸一線科技研發，樂于分享，歡迎關注科技酷探。

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