生活在智能手機的時代的我們，時時刻刻都在面臨著生存危機：網絡無信號、手機沒電量、月底缺流量......

     網絡無信號？隨著移動網絡的覆蓋面的不斷加大，這一問題開始出現得越來越少；月底缺流量？隨著流量

資費的下降和流量包的辦理日趨便捷，以及街角巷頭的各家店子都有的免費Wi-Fi，這一問題好像也不再那么突

出；手機沒電量？沒關系，現在手機的電池容量越來越大，手機的電量也會越來越夠用...等等，為什么電量還

是不夠用？？？

     雖然手機和各種電子設備的電池容量正不斷提升，但仍然無法完全滿足我們的需求。手機和各種電子設備電

量的不夠用在很多時候讓我們不知所措，于是，在各種各樣的場合，都可以看到拿著手機、坐著或趴著、在電源

附近或是拿著移動電源充電的人。此時此刻，手機的電源線成為了我們的生命線，焦急地等待著電量充滿的我們，

就像是在產房外焦急地等待著孩子誕生的父親。

    于是我們總會抱有一種小小的期待：隨著快充技術的發展，再過幾年，會不會真的充電五秒鐘，就...就充滿

了呢？

    別做夢了。

     為什么電池充電這么慢？首先我們需要了解一下電池充電的過程。

    以鋰電池為例，電池充電并不是說只是簡單地把一定量的電能一口氣“塞進”電池就可以了，其充電過程可以分為

預充電（涓流充電）、恒壓充電、恒流充電等階段，涓流充電和恒壓充電相對較慢，使得電池充滿電需要較長的時間。

              圖丨鋰離子電池三階段充電過程圖[1]

    預充電：當電池電壓較低時，接通電源后電池并不能立刻開始以最大電流進行充電，而是需要先進行預充電，對于大

多數鋰電池而言，這個閾值電壓一般在3.0V以下。

   恒流充電：當電壓上升到到閾值電壓以上，便可以開始加大電流進行恒流充電，此時電池充電電流大，電池電壓逐漸上

升，充電速度較快。

    恒壓充電：當充電截止電壓過高時，鋰電池的循環受命極短。因此，當恒流充電進行到一定程度，電壓上升至調節電壓

值時，便需要控制電壓內進行恒壓充電，避免充電電壓的進一步提升造成的電池循環受命的下降。此時充電電壓一定，充電

電流逐步降低至充電終止電流。

          圖丨鋰電池的循環壽命會受到充電截止電壓的影響[1]

    預充電模式（涓流充電）:為了彌補電池的自放電和其他與之相連的負載消耗造成的電量下降而進行的補充充電階段，實

際上是恒流充電與恒壓充電的組合。

    那么，為什么不能無限制地提高充電速度呢？一方面，是由于充電電流或充電電壓過高會對鋰電池的壽命產生影響。另一

方面，則是由于鋰電池的枝晶問題尚未解決，對于現在的鋰電池而言，充電速度過快時，鋰離子來不及進入負極柵格，在負極

附近的電解液中聚集，可能會俘獲電子成為金屬鋰。持續生成的金屬鋰會在負極附近負極長大成為樹枝狀的晶體，俗稱枝晶。

枝晶的長大最終可能會刺破正負極間的隔膜，形成短路，因此需要控制充電速度[2]。

         圖丨兩種不同的鋰枝晶生長模型[3-4]

    隨著電池技術的不斷發展，以后電池充電所需要的時間會越來越短，這可以說是手機重度依賴者的福音了。但是，生活中受

到電池和充電速度限制的并不僅僅只有手機，還有電動汽車、電動自行車等。電動汽車和電動自行車上電量不足時相較手機更為

不便：你可以一邊充電一邊玩手機，但在現有的充電設施下，你卻不能一邊充電一邊繼續駕駛著電動車趕路。

    對于電動汽車和電動自行車而言，在電量所剩無幾卻有著急趕路時等待充電顯然是不現實的。在這樣的情況下，擺在電池行

業面前的有幾條路。一方面是更快速的充電技術：部分電池廠商制定了在十年內實現鋰電池“15分鐘完成充電80%以上”的目標，

現在的快充技正在快速地發展。但是，“不需要等待充電的那一天”還太遙遠，依然需要我們耐心等待。

    另一方面則是充換電系統的構想：對于手機而言，沒電了換電池已經成為過往，現在的一體式機身使得我們失去了這種選擇，

但對于電動自行車和電動汽車而言，更換電池則是一種高效方便的選擇，前提是，有這樣一個完善的系統。這樣的構想已經慢慢

開始在電動自行車上實施，如雷風新能源針對短途電單車出行所構建的“智慧電池”+“換電站”的能源互聯網絡，通過共享換電

的方式，解決電單車的“電量困境”。

          圖丨共享電單車充換電管理解決方案

    除了共享電單車，人們還開始探索針對個人電單車領域的智能掃碼充電方案，以解決電單車充電不便的問題，以及針對外賣、

快遞等物流行業的智能充電柜和換電系統，以解決配送行業“最后三公里”的續航問題。

          圖丨 雷風新能源的共享電單車（上）和換電柜（下）

    雷風新能源所提出的電單車充換電能源系統便是這樣一個系統，這一系統集智能掃碼充電、智能電池充電柜、共享換電于一體，

為配送行業和個人電單車用戶提供更為便捷和安全的充換電服務。

         圖丨智能充換電能源網絡的構想

    在充電技術尚不能實現“充電五分鐘，續航百公里”的現在，雷風新能源智能充電柜和共享換電方案可以說是為了讓出行更為便捷

所走出的試探性的一步。在電單車上的這一嘗試未來可能會逐步推廣應用至電動汽車行業，相較于電單車領域，在電動汽車行業推廣這

一系統可能會面臨著更多地困難，但為了出行更為便捷，或許，值得一試。

參考文獻

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[2] 梁杰鉻, 羅政, 閆鈺, 袁斌. 面向可充電電池的鋰金屬負極的枝晶生長：理論基礎、影響因素和抑制方法[J]. 材料導報A: 綜述篇,

 2018(6): 1779-1786.

[3] Wang D, Zhang W, Zheng W, et al. Towards high-safe lithium me-tal anodes: Suppressing lithium dendrites via tuning 

surface energy [J]. Advanced Science, 2007, 4(1) : 160-168.

[4] Ding F, Xu W, Graff G L, et al. Dendrite-free lithium deposition via self-ranging electrostatic shields mechanism[J].

 Journal of the American Chemical Society, 2013, 135 (11) : 44-50.

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