快充行业报告：负极、导电剂（32页）

续航里程+充电焦虑为影响消费者购买新能源车的主要因素，快充技术可减少 充电时间，解决补能焦虑。快充指的是能在短时间内使蓄电池达到或接近完全充电 状态的一种充电方法。充电时间由电压和电流共同决定，对于充电桩而言：充电时 间（h）=电池能量（kWh）/充电功率（kW）。因此，增大充电功率可以缩短充电 时长，而充电功率由电压和电流共同决定：功率（kW）=电压（V）*电流（A）， 目前行业内缩短充电时间，有两种技术路线：大电流快充、高电压快充。对于单体电芯，快充条件下要承受电流增大导致的发热问题。在快充时，电池 内外温差超过 10 摄氏度，热分布的不均匀与过高的温度将引发一系列问题：粘结 剂解体、电解液分解、SEI 钝化膜的损耗以及锂枝晶等。直接导致的危害有： 1.电 池循环寿命降低、2.热失控引发的安全问题。高充电倍率下，锂离子在负极嵌锂的过程变得不均匀，会因为无法及时嵌入负 极石墨层而在负极表面沉积，逐渐形成锂枝晶。充电倍率越高，沉积的锂枝晶越多。 锂枝晶的积累可能会刺破隔膜，造成电池内部短路而导致热失控。

锂枝晶在生长过 程中会不断消耗活性锂离子，过程不可逆转，导致电池容量降低，降低电池使用寿 命。快充条件下，锂离子在正负极间快速的脱嵌会造成电池内部极高的锂离子浓 度梯度，导致活性颗粒间的应力错配。应力积累到一定值，会导致活性颗粒、导电 剂、粘结剂以及集流体之间的缝隙增大，并造成活性颗粒的微裂纹增加，将显著增 加电池内阻，降低电池的循环寿命。造粒的工艺步骤是在一定的温度和压强下，将物料植入球磨机中进行球磨，并 筛分。一次造粒的目的是减小负极颗粒的体积，二次造粒的目的是将小颗粒粘结成 大颗粒。对于倍率性而言，负极颗粒越小，颗粒的比表面积就越大，锂离子迁移的 通道就会增加，路径变短，更有利于锂离子的运动;而对于容量而言，负极颗粒越 大，压实密度越高，活性颗粒的空间利用率增大，更有利于储锂。通过造粒制备的 二次颗粒可兼顾大小颗粒的优点。