短刀铁锂，蜂巢能源剑指混动快充

2023年，可以说是「快充」元年。新发布的纯电车，如果不具备2.5C以上的快充能力，消费者就会认为要么是老平台技术、要么是经济取向的产品，这就与高端一词无缘了。新发布的插混/增程车，消费者也会特意关注充电功率，这关系到在服务区充电时会不会被歧视。

2023年成为「快充」元年并不是偶然，而是由技术规律、用户体验、行业趋势三方面因素决定的。

一、推动快充普及的三大动力

1. 技术规律：电池快充与800V息息相关

400V高压体系下，非液冷桩电流上限250A，可算得最大充电功率400V × 250A = 100kW，对应纯电车的充电倍率也就是1-1.5C。个别400V车型(例如特斯拉Model 3)也具备超过2C的快充能力，但需要到特斯拉专属充电桩才能实现。

也就是说，即便电池产业早就做好了快充技术储备，在400V高压体系也下没有用武之地。例如，宁德时代麒麟电池发布时宣称有4C充电能力，但第一个量产交付的车型极氪009却只配置了大约2C的充电性能，最主要的原因就是400V高压体系支撑不了更高的充电能力。

2023年6月，20万元区间的小鹏G6发布，将全域800V技术体系拉入平价区间，这就为2-5C的快充技术铺平了道路。后续的800V车型，基本上都配置了2-5C的快充能力。

可以看出，800V与电池快充紧密相关。因为2023年是「800V」元年，所以2023年成为「快充」元年并非偶然。

2. 用户体验：充电时间缩短的非线性收益

电池的充电倍率C-Rate与充电时间成反比关系：1C需要1小时充满，2C需要30分钟充电，3C则需要20分钟充满。

从数字来看，从1C到2C的充电速度提升一倍，充电时间缩短一倍；从2C到3C，充电时间减少的绝对值甚至还呈现出「边际收益递减」的特征。

要是这么来算，快充带来的用户体验收益好像并不是立竿见影，大力投入似乎不太划算。

实际情况并非如此。通过走访快充用户发现，他们普遍认为快充显著提升了用户体验：实际用车场景中，停车后会有10-30分钟的「固定等待时间」，例如回电话、发短信、查导航、买饮品、伸懒腰、去洗手间、整理垃圾、收拾行李等等。

以20分钟的中位数来算，1C到2C并不是从1小时到30分钟的2倍提升，而是等待40分钟到等待10分钟的4倍提升，用户体验的提升非常显著！

3. 行业趋势：插混/增程的电池容量越来越大

插混车型刚出来的时候，主流纯电续航仅为50公里左右。近年来随着新能源产业升级，插混/增程车型的电池容量越来越大。

CLTC续航高达215公里的理想L7在市场上取得成功，说明消费者认可这类产品。2023年推出岚图梦想家、零跑C11增程版更进一步，它们的CLTC纯电续航分别达到236公里、300公里。

当插混/增程车型的电池容量越来越大的时候，用户倾向于当成半个纯电车使用。在油电能耗费用差异巨大的前提下，大电池单次充电获得的省钱效益更为显著，消费者就更为关心插混/增程车型的快充性能 —— 这不仅关乎着充电等待时间，也涉及到避免被纯电车主歧视充电慢的尴尬情境。

二、蜂巢能源的短刀快充产品

12月12日，蜂巢能源在浙江省湖州市举办了第四届电池日。我驾车前往湖州参会后，认为本届电池关键词就是「快充」—— 不仅纯电车的电池要快充，插混/增程电池也要快充：

蜂巢能源湖州基地

﹒纯电快充：推出L400和L600两种规格的LFP短刀快充电芯，容量分别为105Ah, 130Ah和133Ah,可以实现最高4C的充电倍率。L400将于2024Q4量产、L400于2024Q3量产。

﹒混动快充：将已有的大单品62Ah、90Ah、117Ah全系升级成2.2C快充。

前往湖州之前，我就听说这次大会的主题就是：全域短刀+磷酸铁锂+混动快充。当时就产生了一些疑惑，例如：

﹒磷酸铁锂不是充电慢吗，强做快充是不是硬上呢？

﹒现在纯电卷快充已经有点过头了，经常在家充电的混动也卷快充，是不是走错路了呢？

﹒增加快充属性是要提高成本的，混动快充电池卖得出去吗？

回答这些问题，就可以清晰地理解蜂巢能源的创新思路与技术路径。

三、磷酸铁锂为何能做快充？

2020年的诺贝尔奖颁给了一位近百岁的老人：古迪纳夫(Goodenough)：他年过半百才投入锂电池研究，以一己之力发现了大部分关键正极材料，包括：层状结构的钴酸锂(LiCoO2 lattice structure)、尖晶石结构的锰酸锂(LiMn2O4 spinel structure)、橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO4 olivine structure)。后人改进的三元锂正极材料，也是层状结构。

三元锂与磷酸铁锂在结构上的差异导致了它们的禀赋不同，在此提出一种通俗的理解方式：如上图，锂离子在层状结构中穿梭起来更自由，因而更容易做高能量与功率密度；而在橄榄石结构的磷酸铁锂中，锂离子每次穿梭都要经历关卡，就像层状石墨与金刚石一样，这种结构换来的好处是结构更加稳固、更不容易崩塌，安全性更佳。

近几年，层状结构三元锂在乘用车应用突飞猛进，但现在却不得不放慢了脚步：以前只需要研究如何提高能量密度，现在则面临一个更难的踩钢丝问题——三元锂如何在能量密度、快充能力、安全性三者之间仔细地权衡取舍。

磷酸铁锂则不一定，它的固有属性之一就是安全：在正极材料发生副反应时，磷酸铁锂材料的由于高能量的P=O键使得氧气不会轻易释放出来，这就降低了电解液遇到氧气起火的可能性。

举一个简单的例子：磷酸铁锂就像武侠小说的郭靖，虽然资质愚钝一些，好处就是脑子里不会想一些乱七八糟的东西，只要苦练各种属性，它就能达到比较高的水平； 三元锂则像修习乾坤大挪移的日月神教教主阳顶天，他的武功天赋很高，很年轻就修成了神功，但要想再上升一个档次（增加快充）的话，就面临着走火入魔的风险。

郭靖的难题是如何进步；阳顶天的难题是避免走火入魔。年轻的时候，郭靖的武功并不突出，但胜在稳定进步，中年的时候也成了一代武学宗师。

磷酸铁锂修炼快充能力，大概也是这么个道理：反正正极材料稳定安全，咱们就修炼其它各项属性，稳定进步就好啦！除了蜂巢能源，还有极氪的金砖电池、宁德时代的神行电池也走了磷酸铁锂快充之路，英雄所见略同。

蜂巢能源短刀铁锂实现快充，材料方面的技术路径包括：

蜂巢能源短刀铁锂快充的材料创新

﹒正极材料：核心是缩短锂离子传输路径、提升导电性。采用了超细纳米颗粒填充以提升压实密度、增加接触面积、降低内阻；通过掺杂包覆技术提升导电率。极氪金砖电池说法是纳米级颗粒+复合导电剂，思路大体一致。

﹒负极材料：核心是降低扩散路径、提升扩散速度。通过材料表面修饰技术、一次二次颗粒搭配使用、吸液添加剂等技术来实现。

﹒电解液：关键词是低粘高导、成膜稳定性。一是要提升锂离子的传输速度，二是自修复SEI膜来保证稳定性。极氪金砖电池也提到了SEI膜的相关设计，但它把SEI膜归为负极材料环节的创新。

极氪金砖电池铁锂快充的材料技术

蜂巢能源短刀铁锂实现快充，电芯方面的技术路径包括：

蜂巢能源短刀铁锂快充的电芯创新

﹒体系设计：采用了三维导电网格设计的梯度电极。

﹒电极设计：短刀天生适合类全极耳设计，过流面积更大、电流密度更均匀，也就是发热更均匀，热管理更好做一些。极氪金砖电池，你也可以看到叠片+多极耳的关键词，此外金砖电池的形状看起来也很像短刀。

﹒结构设计：这就具体到工艺层面了，大电流对接触电流更为敏感，快充短刀采用直焊工艺的一体化过流设计。

极氪金砖电池铁锂快充的电芯技术

四、为何短刀更适合做铁锂快充？

蜂巢能源纯电与混动全面转向短刀快充，除了对市场变化的嗅觉比较敏锐之外，还有一个因素就是短刀铁锂更适合做快充，有一些天生的优势：

﹒短刀更适合CTC/CTP：短刀的形状设计就决定了适合做CTC/CTP，以提升体积利用率。磷酸铁锂的体积能量密度对，因此对CTC/CTP的要求更高。龙鳞甲电池的体积利用率达到了76%，比宁德时代的麒麟电池/神行电池的72%还高一些。极氪金砖电池也特别强调了体积利用率。

﹒短刀更适合混动：与长刀相比，短刀的布置更灵活一些。特别是L400与L600两个尺寸，方便不同电池容量、不同车型尺寸的插混/增程车型组成电池包。

﹒双面水冷更均匀：短刀的类全极耳设计的电流密度更均匀，热管理压力也小一些。快充采用上下两面水冷，温度分布一致性也比较好。

热电分离设计更安全：短刀电池将防爆阀设置在底部，从龙鳞甲电池下箱体的排气通道排出，以实现热电分离，更安全一些。

五、混动快充：加速不加价，如何实现？

纯电车做快充，到2C的时候就到了150-200kW了，此时需要车内的800V高压系统支持、车外的充电桩功率支持，使用条件受限。混动车做快充，以45度电池为例，2.2C的时候恰好是100kW，对应的就是400V与250A，传统的400V高压系统与充电桩完全可以支持，对使用条件的要求较低 —— 电池快充性能的提升，就是实实在在的提升。

随机找到混动车主，询问是否愿意从当前的1-1.5C充电升级到2.2C，几乎100%都举双手赞成。但是，如果我们再问一句：愿意加多少钱呢？ 大家就沉默了。

蜂巢能源给出的答案是「加速不加价」：在价格不变的前提下，将旗下PHEV市场的热销大单品62Ah、90Ah、117Ah全系升级成2.2C快充。

这一升级，势必会对整个插混/增程市场产生影响，因为使用蜂巢短刀电池的车型，几乎都是当下的热门车型：理想L7 Air版、领克08、哈弗猛龙、银河L7、坦克500Hi4-T、岚图梦想家等。

增加了快充性能，势必会增加一定的成本。这部分成本，是蜂巢能源自己扛着吗？ 我的理解是，蜂巢能源可以消化掉这部分成本，通过以下三种方式：

﹒原材料成本：与去年相比，今年锂资源的成本已经大幅下降，这可以消化掉一部分成本。

﹒大单品战略：深思熟虑考虑多客户、多车型的需求，精心设计短刀的尺寸、容量，以实现一定程度上的平台化：一个单品可以服务多个车型。同时制造上也要实现柔性，一条产线可以制造多个单品。这样一来，在增加客户与销量的同时，就不会因为需求多样化而显著增加成本。

﹒ 工艺与设备创新，提升制造效率：叠片是短刀的工艺特点，它早年就进行了创新：从传统的「Z」形隔膜折叠+交替放置正面极片的方式，进化为隔膜切开贴到极片上以保持平整，再分别叠起来。如此一来，就摆脱了「Z」形隔膜折叠的效率瓶颈。

这种工艺创新的精神一直在持续，今年我们亭口三人谈就参观了盐城基地，参观了飞叠产线的效率提升。最近，蜂巢能源通过和英特尔、西门子、罗克韦尔、清华大学、埃斯顿、中国电信、章鱼博士等合作伙伴的战略合作，成立“解放锂电极智生产力联盟”，聚焦大数据、大算力、大模型在锂电智造的应用与落地。

这听起来有点虚，实际上都在落地过程中：在湖州之行中，我遇到了两位师弟。我右手边的师弟，代表清华大学来签约；左手边的师弟，现在已经是一名创业企业家，他发明的“慧”算法，可以对极片性能进行智能预测，且做到世界领先的电芯容量预测以及电芯AI智能分选，从而提升制造效率、降低制造成本。

总结

蜂巢能源的第四届电池日，内容非常丰富。本文篇幅已不短，但还是没有涵盖全（例如储能领域的产品就没覆盖到）。我对蜂巢能源的一个总体感觉就是：市场嗅觉非常敏感，会根据需求的变化来快速微调产品与技术；之所以能快速调整，这与它电芯自研+产线自研带来的灵活性息息相关。

同时，在产品与技术微调的大背景下，蜂巢能源还保持着长期战略的一致性。2021年，蜂巢能源董事长兼CEO杨红新曾表示，将重点布局电动全域短刀化，涵盖从L300-L600的全尺寸短刀电池产品，覆盖从1.6-4C全域充电范围。两年之后的今天，我们来观察蜂巢能源的产品与技术布局，基本上与两年前的规划是完全一致的。

要说有变化，那就是混动市场崛起，从而微调了混动电池的权重；快充卷得更猛，从而将两年前计划的最高4C微调为5C。这种长期战略的一致性与短期执行的灵活性，将成为蜂巢能源在风起云涌的电池市场保持上升势头的动力。