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生活在智能手機(jī)的時(shí)代的我們，時(shí)時(shí)刻刻都在面臨著生存危機(jī)：網(wǎng)絡(luò)無信號(hào)、手機(jī)沒電量、月底缺流量......

     網(wǎng)絡(luò)無信號(hào)？隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面的不斷加大，這一問題開始出現(xiàn)得越來越少；月底缺流量？隨著流量

資費(fèi)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(fèi)Wi-Fi，這一問題好像也不再那么突

出；手機(jī)沒電量？沒關(guān)系，現(xiàn)在手機(jī)的電池容量越來越大，手機(jī)的電量也會(huì)越來越夠用...等等，為什么電量還

是不夠用？？？

     雖然手機(jī)和各種電子設(shè)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(jī)和各種電子設(shè)備電

量的不夠用在很多時(shí)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(jī)、坐著或趴著、在電源

附近或是拿著移動(dòng)電源充電的人。此時(shí)此刻，手機(jī)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(chǎn)房外焦急地等待著孩子誕生的父親。

    于是我們總會(huì)抱有一種小小的期待：隨著快充技術(shù)的發(fā)展，再過幾年，會(huì)不會(huì)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(jìn)”電池就可以了，其充電過程可以分為

預(yù)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(duì)較慢，使得電池充滿電需要較長的時(shí)間。

              圖丨鋰離子電池三階段充電過程圖[1]

    預(yù)充電：當(dāng)電池電壓較低時(shí)，接通電源后電池并不能立刻開始以最大電流進(jìn)行充電，而是需要先進(jìn)行預(yù)充電，對(duì)于大

多數(shù)鋰電池而言，這個(gè)閾值電壓一般在3.0V以下。

   恒流充電：當(dāng)電壓上升到到閾值電壓以上，便可以開始加大電流進(jìn)行恒流充電，此時(shí)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(dāng)充電截止電壓過高時(shí)，鋰電池的循環(huán)受命極短。因此，當(dāng)恒流充電進(jìn)行到一定程度，電壓上升至調(diào)節(jié)電壓

值時(shí)，便需要控制電壓內(nèi)進(jìn)行恒壓充電，避免充電電壓的進(jìn)一步提升造成的電池循環(huán)受命的下降。此時(shí)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(huán)壽命會(huì)受到充電截止電壓的影響[1]

    預(yù)充電模式（涓流充電）:為了彌補(bǔ)電池的自放電和其他與之相連的負(fù)載消耗造成的電量下降而進(jìn)行的補(bǔ)充充電階段，實(shí)

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(huì)對(duì)鋰電池的壽命產(chǎn)生影響。另一

方面，則是由于鋰電池的枝晶問題尚未解決，對(duì)于現(xiàn)在的鋰電池而言，充電速度過快時(shí)，鋰離子來不及進(jìn)入負(fù)極柵格，在負(fù)極

附近的電解液中聚集，可能會(huì)俘獲電子成為金屬鋰。持續(xù)生成的金屬鋰會(huì)在負(fù)極附近負(fù)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(huì)刺破正負(fù)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(shù)的不斷發(fā)展，以后電池充電所需要的時(shí)間會(huì)越來越短，這可以說是手機(jī)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(jī)，還有電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車等。電動(dòng)汽車和電動(dòng)自行車上電量不足時(shí)相較手機(jī)更為

不便：你可以一邊充電一邊玩手機(jī)，但在現(xiàn)有的充電設(shè)施下，你卻不能一邊充電一邊繼續(xù)駕駛著電動(dòng)車趕路。

    對(duì)于電動(dòng)汽車和電動(dòng)自行車而言，在電量所剩無幾卻有著急趕路時(shí)等待充電顯然是不現(xiàn)實(shí)的。在這樣的情況下，擺在電池行

業(yè)面前的有幾條路。一方面是更快速的充電技術(shù)：部分電池廠商制定了在十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)鋰電池“15分鐘完成充電80%以上”的目標(biāo)，

現(xiàn)在的快充技正在快速地發(fā)展。但是，“不需要等待充電的那一天”還太遙遠(yuǎn)，依然需要我們耐心等待。

    另一方面則是充換電系統(tǒng)的構(gòu)想：對(duì)于手機(jī)而言，沒電了換電池已經(jīng)成為過往，現(xiàn)在的一體式機(jī)身使得我們失去了這種選擇，

但對(duì)于電動(dòng)自行車和電動(dòng)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(gè)完善的系統(tǒng)。這樣的構(gòu)想已經(jīng)慢慢

開始在電動(dòng)自行車上實(shí)施，如雷風(fēng)新能源針對(duì)短途電單車出行所構(gòu)建的“智慧電池”+“換電站”的能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，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(duì)個(gè)人電單車領(lǐng)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(duì)外賣、

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

          圖丨 雷風(fēng)新能源的共享電單車（上）和換電柜（下）

    雷風(fēng)新能源所提出的電單車充換電能源系統(tǒng)便是這樣一個(gè)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)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(yè)和個(gè)人電單車用戶提供更為便捷和安全的充換電服務(wù)。

         圖丨智能充換電能源網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)想

    在充電技術(shù)尚不能實(shí)現(xiàn)“充電五分鐘，續(xù)航百公里”的現(xiàn)在，雷風(fēng)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(huì)逐步推廣應(yīng)用至電動(dòng)汽車行業(yè)，相較于電單車領(lǐng)域，在電動(dòng)汽車行業(yè)推廣這

一系統(tǒng)可能會(huì)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(xiàn)

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