《动力澎湃》| 给电力加速度，让未来现在来
在电力驱动下
新的时代正加速到来
如何驾驭电能成为文明跃迁的关键
央视大型工业纪录片《动力澎湃》
第三集《电驱加速度》
深度解密宁德时代工程师
如何借助科技创新
突破动力电池能量密度与充电效率极限
让我们跟随镜头
聆听这颗动力心脏的进化故事
01 结构重塑，掌握能量密度之钥
王升威，宁德时代动力电池工程师
他和团队始终在为一个目标而努力
提升电池的能量密度
这是决定电动汽车续航里程的关键指标
过去10年，他的团队通过升级化学材料
将电池包能量密度提升了两倍
达到180Wh/kg
让电动汽车续航里程从不到200公里
提升到超过700公里
在化学材料短期无法取得重大技术突破的情况下
这已经接近电池能量密度的极限
然而，王升威团队的脚步并未停止
这一次，他们尝试从结构上取得突破
普通电池包是由模组组成
每个模组包含10个左右电芯
王升威的方案是取消模组结构
直接把电芯集成到电池包
同样的电池包空间可以放进更多的电芯
能量密度就可以再提升百分之二十
然而，每个电芯内部超过100层
如果每一层极片的厚度偏差1微米
电芯平均厚度偏差就会超过0.1毫米
一排电芯数量在20至30个之间
累计产生的2至3毫米偏差
将造成电池包无法组装
这样的结构变化
对电芯的一致性提出了极高的要求
王升威：“因为到量产交付的时候，往往是成千上万颗电芯，这个时候把电池的尺寸、各项性能的一致性做得非常好，是相当相当困难的。”
控制电池一致性关键在于浆料
浆料是承载着电芯正负极材料的糊状物
对浆料的要求是流动性能好、粘度稳定
不易发生固体沉降
为了实现这些目标
王升威和团队利用一年的时间反复实验
才得到了理想的配方
石墨、粘合剂、导电剂和水的特定比例混合
这是团队秘不示人的独门技艺
它们在自动负压罐中充分搅拌
混合均匀后，将被涂到铜箔上
严苛的生产工艺
将厚度达到60毫米的电芯
平均厚度偏差严格控制在0.1毫米以内
最终实现了整体质量极高的统一标准
让电芯直接集成到电池包的设想最终得以实现
电池包的能量密度提高到220Wh/kg以上
将电动汽车的续航里程提升至1000公里以上
02 用加一箱油的时间完成电动汽车充电
对于王升威而言
实现能量密度提升的目标还远远不够
15年前，他从事手机电池的研制
并创造了充电五分钟通话两小时的快充传奇
五年后，转行到电动汽车电池研制的他
希望把快速充电的便利带给电动汽车的用户
然而，动力电池相比手机电池
容量大十倍，寿命长三倍
电池包内电芯数量多二十倍
技术挑战更大
王升威：“从用户的角度，是希望能用加一箱油的时间完成充电，这是比较理想的，而目前第一步，是要实现15分钟快充。”
王升威率领的团队正在与时间赛跑
要想让更多的锂离子以最快的速度抵达目的地
实现快速充电的超级设想
取决于他们能否对材料结构做出改良
王升威：“人造石墨是比较常见的，我们发现它有一个缺点，它的快充能力比较差，它的优点是能量密度比较高。我们把天然石墨的表层特性移植到人造石墨上，这样充电速度快，而且循环寿命也好。”
王升威的方案
是用超级的工艺在石墨表面形成快离子环
打造了一个微观的工业世界
快离子环使电荷的转移阻抗大大降低
提供了更多的传输路径
实现在单位时间里锂离子嵌入速度的大幅提升
用改进后的人造石墨制作而成的电池
能否真正进入批量生产
还必须经历一次25℃常温条件下的充电测试
测试开始！
新的方案究竟可以把充电的时间缩短到多少？
王升威：“温升不能太高，同时充电速度要快，这两个是快充的关键。”
不到12分钟，电芯就已经完成了80%的充电
王升威：“好，现在已经升到100%，测试已经成功完成。”
这意味着
由这种电芯构成的电池包只需要充电15分钟
就能为汽车提供400公里的续航
仅仅是一年前
这样的充电速度还被认为是绝无可能
创新是人类不断前行的核心动力
宁德时代的青年工程师们用智慧和工匠精神
实现更高的能量密度，更快的充电速度
日趋先进的动力电池
将让人们驾驶电动汽车出行
变得更加方便、快捷、高效