锂离子电池快充性能受什么影响？

电解液的功能添加剂对于负极的SEI的结构和成分具有显著的影响，因此作者对EC、FEC和VC三种添加剂对NCM622锂离子电池快充性能的影响进行了研究和分析，为了分析溶剂化对锂离子电池快充新能的影响，作者还分析了不同的电解液溶剂配方对快充性能的影响。

谈起电动汽车，人们往往会担心其续航里程和充电时间，随着技术的不断进步目前推出的电动汽车的续航里程已经普遍达到了300km以上，甚至是400km以上，接近燃油车的水平。因此电动汽车相比于燃油汽车唯一的不足之处就在于充电时间过长。减少电动汽车充电时间的关键在提升动力电池充电速度，但是我们都清楚动力电池充电时Li+从正极脱出，发生溶剂化后迁移到负极的表面，在负极表面发生去溶剂化后再嵌入到石墨负极内部，在过快的充电速度下，负极极化显著增加，导致负极电势降低，引起金属Li在负极表面析出，这不仅会导致锂离子电池的库伦效率降低，影响电池的循环性能，严重的情况下还会引起锂离子电池内短路的发生。

以往我们提升锂离子电池快充性能主要从负极材料的选择上着手，采用颗粒更小的倍率型负极材料，增大活性面积降低电流密度，同时减少Li+在石墨负极内的扩散距离，实现提升充电倍率的目的。但是负极颗粒过小会带来一些列的问题，例如振实密度降低和首次效率下降。

而韩国蔚山国家科学技术研究院UNIST的HyeBinSon(第一作者)和Nam-SoonChoi(通讯作者)却将目光投向了我们关注较少的电解液溶剂和添加剂的选择上。如果我们仔细分析负极的结构就会发现，在石墨负极与电解液之间还存在一层惰性层，也就是我们常说的SEI膜，电解液中的Li+只有穿过了这层惰性层后才能嵌入到石墨负极的层状结构之中，因此SEI膜的特性也会对锂离子电池的快充性能产生显著的影响。

我们对比三种添加剂的首次效率发现，VC和FEC添加剂的电解液首次效率均为90.6%左右，NCM材料的放电比容量在172mAh/g，而采用EC添加剂的电解液首次效率仅为85.2%，正极材料的容量发挥也仅为163mAh/g，这也表面我们上述的推测基本上符合事实。HyeBinSon认为这主要是因为FEC和VC的LUMO能量比较低，因此能够在较高的电势下就发生还原分解，从而形成成分和结构更加稳定的SEI膜，一般来说更好的SEI膜意味着更好的循环性能，从下图c中能够看到采用EC添加剂的电解液的循环性能较差，循环200次(0.5C充放)后容量保持率仅为88.3%，库伦效率也仅为96.9%，但是采用FEC添加剂的电解液的电池循环200次后容量保持率高达98%，表明添加FEC的电解液中形成的SEI膜具有更加稳定的特性。