2023年8月16日，世界动力电池装机量第一的宁德时代发布全球首款采用磷酸铁锂材料，并可实现大规模量产的4C超充电池——神行超充电池，可实现“充电10分钟，续航400公里”的超快充速度。
这一消息迅速引发了电池业、汽车业、普通消费者的强烈关注。宁德时代究竟有哪些独门秘籍才能实现磷酸铁锂电池的4C超充呢？
要想弄明白原理，首选我们先要搞清楚什么是4C，相信这也是普通消费者好奇的事情。
一、什么是4C？
其实C是电流的英文current的缩写，国内一般把C-Rating翻译为充电倍率。在电化学领域，1C指某电池从0电量到充满，若耗时恰好1小时，这时的电流强度。4C意味着以前述4倍的电流强度充电，理论上可以在四分之一的时间内充满，即15分钟。
举一个比较形象的例子，充电就像是往水桶里灌水，1C就是一小时灌满1桶水，4C就是四分之一小时（即15分钟）灌满1桶水。
二、4C超充为何难普及？
大家都知道锂是化学特性极为活跃的元素，锂电池的充电电流越大，热失控的风险就越大。根据焦耳定律Q=I2Rt，若电流增加一倍，电池内阻的发热量直接变成4倍！
若电池的产热速度大于散热速度，导致电池内部热量堆积，就容易导致电池热失控，严重的情况下会导致自燃或爆炸。
4C超充作为当前动力电池充电速度非常快的技术，对电池厂商的技术、生产工艺有着极高的要求，因此只有宁德时代等少数厂商掌握该技术，而且只在高端的三元锂电池上有所应用。
三、神行超充电池如何实现技术突破？
宁德时代神行超充电池这次将4C充电技术应用于磷酸铁锂电池，在全球范围内开创了4C大倍率充电技术在磷酸铁锂电池上大规模商业化生产的先河，可以说是直接把“高配”技术普及成了“标配”。然而众所周知，磷酸铁锂材料存在低温性能不佳、SOC估算不准等天然缺陷，因此磷酸铁锂电池以往在技术上很难实现超充，那么宁德时代是如何做到的呢？
熟悉电池的朋友都知道，电池由正极材料、负极材料、电解液、隔膜等结构组成，我们来逐一探究。
1.正极材料方面：
神行超充电池采用充分纳米化的磷酸铁锂正极材料，为锂离子搭建出四通八达的超电子网。
类似于人的小肠绒毛可使小肠吸收面积增加近600倍，大大增加小肠与食物的接触面积，从而提高小肠消化效率。宁德时代独家研发的超电子网技术，可以大大增加锂离子从正极脱出的表面积，大大降低锂离子脱出时的阻力，增加充电时锂离子的起跑速度。
2.负极材料方面：
神行超充电池采用二代快离子环技术，对石墨表面进行改性，增加锂离子嵌入通道，并缩短嵌入距离，为离子传导搭建“高速公路”。
类似于火山岩的多孔结构让火山岩的吸水速度是普通岩石的数倍，经过改性后的石墨表面可以允许更多锂离子同时嵌入负极，大大提高了锂离子在负极的附着速度，增加充电时锂离子的终点冲刺速度。
3.电解液方面：
神行超充电池采用宁德时代研发的全新超高导电解液配方，有效降低电解液粘度，增强锂离子脱溶剂化能力，为锂离子松绑，提升电导率。
另外，超薄SEI膜（Solid Electrolyte Interface，即固态电解质膜，不是隔膜）的优化，大大降低了锂离子穿透SEI膜时的阻力。
有了全新配方的电解液和SEI膜，锂离子从正极向负极的游动速度，就像从绿皮火车速度提升到了高铁速度，大大提高了充电效率。
4.隔膜方面：
神行超充电池的隔膜具备高孔隙率和低迂曲度孔道，从而改善锂离子液相传输速率。实验表明，神行超充电池的隔膜能够有效降低锂离子的平均传输距离，使锂离子在阴阳极之间来去自如，大幅降低锂离子传输阻力。
5.极片结构方面：
神行超充电池使用了多梯度分层极片设计，通过调控极片多孔结构的梯度分布，实现上层高孔隙率，下层高压实结构，完美兼顾高能量密度和超级快充双核心。
通过以上领先技术的运用，神行超充电池大幅提高了锂离子从正极的起跑速度、在电解液中的游动速度、在负极的冲刺速度，从而大大提升了电池充电效率。
四、神行超充电池不止于快
以上讲了这么多，仅仅讲了神行超充电池“充电快”这一个优势。其实除此之外，神行超充电池还具备长续航、低温快充和安全性高等优势。首先，神行超充电池基于宁德时代CTP 3.0技术，开创性地提出一体成组技术，实现了高集成性、高成组效率，进一步提升了电池包的能量密度，让电动车轻松实现700公里以上长续航，大大缓解了用户的续航焦虑。其次，神行超充电池不但可在常温状态下10分钟充至80% SOC，而且在电芯温控技术的加持下，即使在-10℃低温环境下也可实现30分钟充至80%，大大缩短了用户的低温充电时间。另外，电芯温控技术还带来另一项突破，那就是可以使神行超充电池在低温下也保持常温下的放电电流，让电动车做到低温亏电状态下零百加速也不衰减，大大提升了用户体验。最后，神行超充电池的全新电解液配方，高安全涂层隔膜，全局温场管控，在实现4C超充的同时，使神行超充电池具备极致的安全水平。
五、进入全民超充时代
宁德时代在发布会上表示，神行超充电池目前已经具备量产条件，年末可大规模生产，明年初可交付终端用户，将先进的4C充电技术由三元锂电池下放至磷酸铁锂电池，进入全民超充时代，让每一位普通电动车用户都能享受到科技为生活带来的实实在在的改变。
