4个小时就能存80万度电，这是什么电池？大连新建的全钒液流电池
导语
在现代社会，我们的生产生活逐渐深受电力的影响，无论是制造业的生产还是新能源的替代使用，都离不开对于电能的应用。
随着人们对于电能需求的不断增长，为了保证我国电力的持续供应，电能储存技术也不断被人们寻求突破和发展。
在电池领域，常见的锂电池能够实现手机和笔记本等小型电子设备的持续使用，但是在大型电池方面，目前主要以铅酸电池和钠硫电池为代表，它们存在着电能储存速度慢、对于环境不够友好等问题。
为了解决这些电池问题，科学家与工程技术人员们正在发明一种新型电池——全钒液流电池，这种电池不仅能够储存速度快，而且对于环境更加友好。
蓄电池发明的由来。
人类在应对自然界的一些活动过程中，为了能够更有效的完成研究过程和生产生活中的一些问题，逐渐对环境中一些物质进行了分离和提纯等方法。
这时，利用物质进行生成电能的方法也逐渐被人们观察和研究，到了电池的发明时代，研究人员将自身的思维和创新方法结合到这个领域中，想要得到一种将电能储存起来的工具或一种将化学能转化为电能的方法。
这时，法拉第成为首个成功将化学能转变为电能的人，在法拉第对电池的发明中，首先对于两极性电的概念是首先被法拉第确定的，他发明了两种不同金属上的两种化合物各自形成一种两极性，并且在酸、碱之间也很好的实现了反应，然后便发明了原电池，并通过它来实现电能储存。
这时的蓄电池在储存电能的同时，也避免了原电池因为酸碱的腐蚀性而导致原电池中的电荷泄漏。
而且，由于法拉第在电池的发明建立中，他的设计中在电池中放入金属片并不是很方便进行更换，为了解决这一问题，伏是这个大时代的人物，他的电池中放入金属片的时候，将其放入了溶液中，这个金属片的辅助还是更加方便使用的。
而伏的蓄电池发明也对后来电池领域的研究方向有着很大的启示意义，也让后来科学家进一步完善优化充放电结构，最后制成现今人们所使用的蓄电池。
全钒液流电池是怎么储存电的。
伴随着人们对于电池的相关研究，如今人们所使用的钠硫电池等，对于我们的生产生活已经有很大的变革意义，但是伴随着我国社会的发展，新能源等已成为众多国家发展的方向之一。
由于电能是新能源中一个十分重要的方向，能够有效的应用于各类场景，因此人们也对对于如今的钠硫电池的优化进行了大量的研究，为了追求一种储能速率更快、电力密度更高、寿命更长的电池，在这研究人员的不断努力下，全钒液流电池被成功应用。
这种全钒液流电池的诞生并不是偶然，在钠硫电池研究完善的基础上，全钒液流电池迎来了新的机遇，这种电池在充电和放电等实验中不断完善和发展。
它主要是利用钒化合价变化多的特点来储存电能的，钒是我国所出产的普遍的金属元素，同时，它的化合价有多种，如+2、+3。
这种多种化合价的存在在储存电的过程中变化非常迅速，为了更好的理解和学习这种电池的储能原理，那这种电池是怎么将化合价和电能储存联系在一起又是什么呢?
一般来说，在钒液流电池中使用的是五价的钒离子(V)和二价的钒离子(Ⅱ)。
两者之间的化合价差不同，会产生电位差。
在电池中，二者之间通过外电路连接起来，五价的钒离子具有更强的亲电性，这时候产生的电流就是五价钒离子抢夺二价钒离子的电子的过程。
所以，五价钒离子向二价钒离子中抢夺电子的过程中，电位差就会不断产生电流，直到抢夺电子的过程终止，这时电池的放电也就完成。
在电池放电的过程中，五价钒离子在抢夺电子的过程中逐渐变成了四价的钒离子，同时，二价钒离子在失去电子的过程中，逐渐变化为三价的钒离子。
直到抢夺电子结束，此时电位差也失去，这就标志着电池完成放电。
而在电池充电中的电位差的正好相反，由于此时电池需要储存能量，所以需要提供电流，这时就需要外接电源，将电流的方向改变，就可以将钒离子的氧化还原反应推过去，这个过程也就完成了电池的充电。
电池的发展。
在我国电力供应中，有许多种能够为其提供支持的电源，如水电、火电、核电、风电等，而随着我国科技水平的不断提升，新能源作为其一更是受到了我国政府和人民的重视。
同时，也在国家政策的大力支持下发展迅猛，而电池作为新能源中能够为其储存电能的一个重要工具，对于科研人员来说，电池的发展将更加推动新能源的发展和应用。
新能源大规模使用是我国经济发展中能源领域的可持续性选择，我国作为世界上最大的碳排放国，新能源发电就是减排的首要选择并且是必要手段。
随着新能源设备的不断建设，我国新能源的使用量在不断增大，同时除了新能源发电之外，更加重要的是如何在电力系统中更好的储存新能源。
当前，我国液流电池的产业化程度还不够，对于钠硫电池和全钒液流电池这两种前沿电池技术应用还不是很广。
而且在电池发展的路上，我国有很多的不足需要继续努力，如电池的性能和成本、电池的安全和可持续性、电池系统的研究等都有待进一步完善。
结语
钒作为全钒液流电池中的关键元素，其物理特性和化学性质的应用不仅局限于电池领域，也可能在其他领域有新的发展潜力。
在新能源、新材料等研究领域中，随着钒元素的研究和应用不断深入，有望推动我国在结构优化和高科技领域的发展。
对于大型电池的应用，需要我们在研究和生产的过程中，不断掌握先进的技术和经验，在从事相关领域工作的人员更加专注的为其服务。
在此过程中，安全是首要关注的问题，也需要我们在技术研究和实践中不断寻求和提升，为我国电力供应更好的发展奠定基础。
想把超充做成标配？宁德时代首推磷酸铁锂4C电池
“我们为这个产品和发布会准备了很久的，从你看到的布置就能看出来，毕竟是首次线下发布会，当然要把最好的东西留在这。”宁德时代的工作人员这样对AutoLab表示。
从下榻的酒店到参观的工厂园区，几乎各个角落，都能看到这场发布会“瞬息·充向未来”的slogan，工作人员甚至贴心地为大家准备了一本介绍宁德时代的小册子。
在跟宁德时代的工作人员交流的时候，我打趣道：“你们给媒体做宣传手册，就像刘德华在做自我介绍。”
工作人员笑着回应说：“现在大家都卷，车企都拼了命的宣传自己的新技术，我们也得加快脚步。”
于是全新电池产品——神行超充电池，也是全球首款磷酸铁锂 4C 电池，被宁德时代推上了舞台中央。
总结下来，这款电池有三大亮点：
1.充电快：神行超充电池支持充电 10 分钟，续航 400 公里
2.不怕冬天：即使在 -10°C 低温环境下也可实现 30 分钟充至 80%。有效解决了补能焦虑、以及低温情况下电池衰减的问题。
3.节奏快：神行超充电池将于今年年底量产，明年第一季度正式上车。
下面我们挨个来说。
专注克服低温充电难题
此次发布的神行超充电池，在技术方面对磷酸铁锂电池的两个先天短板进行了有力补足。
第一个短板，即磷酸铁锂电池在低温情况下补能效率低的问题。宁德时代通过导入电芯温控技术，让磷酸铁锂电池在低温下也实现了“快充”。
这一技术的原理简单明了：磷酸铁锂电池在冬季低温情况下衰减严重，宁德时代则通过电芯温控技术对电池进行加热，使电芯迅速达到最佳工作温度区间，从而实现全温域快充的效果。在发布会上，宁德时代也宣布了这一技术的效果——全温域快充，低温如常温。
也就是说，在常温状态下，神行超充电池 10 分钟可充至 80% SOC，这也达到了其所宣传的 4C 充电标准，通俗来讲，1C 充电可在 60 分钟将电池充满，2C 充电在 30 分钟内充满电，3C 充电在三分之一小时内充满，4C 代表 15 分钟可将电量充满。
而在低温环境下，宁德时代宣称即使在 -10℃ 的低温环境下也可实现 30 分钟充至 80%，相比起此前在低温环境下极低的补能效率，这样的速度也算达到了“快充”级别。而且，这一技术也使得电池在低温亏电状态下，零百加速不会衰减，对性能的影响降到了最低。
第二个短板，针对磷酸铁锂电池能量密度较低的问题，神行超充电池通过结构优化实现了续航的突破。
尽管宁德时代没有提及神行超充电池的能量密度，但通过结构优化，依然能实现了续航里程的提升。具体来讲，神行超充电池取消了横纵梁、端板，采用一体成组技术，增强了电芯与箱体的连接界面，不仅实现了优化了电池结构，也确保了整包电池的结构强度。
这使得神行超充电池的续航里程达到了 700 公里以上，而在此之前，同样是磷酸铁锂的刀片电池续航为 600 公里级别。
除了补足磷酸铁锂电池两个短板之外，神行超充电池也在安全性方面做了相应的保障，为确保安全，神行超充电池使用了改良的电解液，有效降低了固液界面反应产热，此外，配备了高安全涂层隔膜，从而降低了热量产生，提高耐热性能。
在电池管理层面，神行超充电池采用智能算法，对电芯内部的全局温度进行实时准确的计算和管控。这一策略不仅有助于充分发挥电芯的超充性能，还兼顾了电池的安全使用。
比刀片电池、麒麟电池更强？
在这次神行超充电池发布前，比亚迪和宁德时代被大众所熟知的电池产品还有“刀片电池”和“麒麟电池”。
2020 年，比亚迪发布刀片电池产品，采用磷酸铁锂技术，并首发搭载于比亚迪汉车型。
在当年三元锂电当道的时代，刀片电池的出现大大降低了动力电池的采购成本，而从技术角度来看，刀片电池也对磷酸铁锂电池的结构和工艺进行了优化，不过最令人为之称道的，还是其主打的是安全性。
比亚迪曾经展示过刀片电池的各项暴力测试，例如针刺测试、重卡碾压测试等，刀片电池表现出了挤压不起火、不爆炸的特性。
而在续航方面，刀片电池达到了 600 公里级别，但在低温环境下的衰减较为严重。
所以对比之下，此次发布的神行超充电池，和刀片电池最显著的差别就在于低温状态下的表现。
另一个广为人知的电池产品是 2022 年发布的麒麟电池，这也是目前宁德时代的旗舰级电池产品。
麒麟电池为三元锂电池，主要的技术创新在于结构优化和能量密度的提升。结构方面，麒麟电池凭借宁德时代的第三代 CTP（Cell to Pack，译为无模组电池包）技术，将系统体积利用率提升到了 72%，作为对比，特斯拉还未发布的 4680 电池为 63%。
麒麟电池一同带来的，还有 255Wh/kg 的系统能量密度、10 分钟快充（电量从 10%-80%）、1000 公里级别的续航里程。而目前搭载麒麟电池最具代表性的车型就是标称续航超过 1000 公里的极氪 001 顶配版。另外，理想年底发布的纯电旗舰理想 MEGA 也将搭载麒麟电池，可见麒麟电池多用于豪华车市场。
如果说麒麟电池专注于技术突破，那么神行超充电池则是更专注于更广泛的市场需求。在这次发布会上，宁德时代首席科学家吴凯表示：“动力电池科技的未来，一要面向世界前沿，二要面向经济主战场。我们要让更多的老百姓使用前沿科技，享受到科技突破的红利。”
因此，此次发布的神行超充电池，主要是在保持磷酸铁锂电池成本效益的前提下，提升其在低温环境下的可靠性。
这也就意味着，未来电动车冬季续航差、充电慢的大难题，有望被神行超充电池解决。
在AutoLab与宁德时代工作人员交流的过程中也获悉：众多车企对神行超充电池非常关注，其受欢迎程度要胜于麒麟电池。这也是宁德时代为其新布局打出的第二张牌。
发布会现场，包括长安、华为、奇瑞的领导人都录制了短片，也预示着神行超充电池将成为15-30万级别的电动车的新宠儿。
最重要的是，相比原先电池发布与量产上车之间隔了老远的时间，这次神行超充电池将于今年年底量产，明年第一季度正式上车。
也许明年春节过年回家，新一批电动车主们就不必再为续航和补能而烦恼了。
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