锂电池快速充电常见问题的科普解答
来源：宝鄂实业
2019-10-16 16:17
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近年来，关于电池快速充电的大新闻层出不穷，但大多都是噱头，真正可靠的技术一直处于低调状态。笔者发现，关于快速收费的分析和科普文章很少，很多人对快速收费有很多疑问。本文首先进行了基础科学普及，然后从材料的角度分析了锂电池快速充电技术对电池材料和组成结构的要求，并简要分析了需要快速充电技术的场合和该技术的意义。主要面向对象技术是针对材料、电池、汽车、储能、投资、政策等相关行业的需求。你认识的朋友。
快速充电常见问题的科普解答
首先，介绍了电池充电中c的概念。这个概念非常重要，是电池讨论和分析中最常用的术语。电池中的速率的缩写是电流率——“A C速率是电池相对于其最大容量放电的速率的量度。1C速率意味着放电电流将在1小时内使整个电池放电。”测量放电后所需的电流。2c是0.5h放电所需的电流。放大倍数越高，电流越大。（相关参考：如何理解锂离子电池比越大，容量越小？）
然后定义了快速充电：顾名思义，快速充电是指对二次充电电池进行快速充电的过程。事实上，对于多快、多快不快并没有特别严格的定义，但一般来说，可以简单地理解为一小时内的收费系统（即收费率大于1c）。人们经常就各种快速充电问题咨询智虎。在这里，笔者首先强调了科普的几个概念：
1）一般情况下，电池的充放电程度是通过测量其电压来测量的，只有少数使用库仑计。在这种情况下，电池充放电的显示实际上是电池实时电压的转换关系。与慢速充电相比，快速充电会产生较大的过电压（电流变大，U=Ir，电池内阻会产生较大的过电压），化学扩散反应跟不上。此时，虽然电池表面可能被充电了一个很高的电压值，电池的功率也很高，但事实上，它并没有充电那么多电。示例如下图所示：
这是开启快速充电技术，确保电池安全可靠的正确途径（一）
在此图中，经过不同的优化工艺后，同一材料的速率性能不同（左右两侧的差异很好）。虽然在5C高速充放电系统下充电至4.5V（反映为“满”），但可用容量变化很大，一个是75mAh/g，另一个是108mAh/g。
2）事实上，任何电池都可以快速“充满”充电。事实上，这里的“满”只是电压升高，不能与充电功率/能量成正比。而且，在这种情况下，大电流充电会使焦耳热效应加剧（q=i2rt），并带来材料副反应分解、电池产气等一系列问题，风险系数会突然增大。对于这种情况下的电池寿命，更不用说非动力电池的寿命会大大缩短：因此，事实上，为了安全可靠，大多数厂家自己综合考虑，都设计了一个电路来限制电池的充电电流上限，从而不要让每个人都使用快速充电。
3）如果电池想快速充电，其与电源相关的性能要求会更高。低内阻是一个重要的内阻（q=i2rt，小电阻r可以降低焦耳热）。在这种情况下，使用高导电性的电极材料（碳涂层，经过改性以提高锂的扩散系数，减小颗粒尺寸和缩短扩散路径），使用更多的导电剂，并涂层更薄的电。电极是快速充电电池的典型设计思想。当然，上述设计理念也会与追求能量密度的目标相冲突。你不能两者都有。有关详细信息，请参阅我之前的文章“快速充电技术，它只充满了几分钟，但不为其他性能，是一个流氓”。
4)满足3)中所述特性的功率型电池，比起能量型电池更为适合快充，这意味着其内阻小，充电发热量低，副反应更少，安全性能更好，比起能量型/那些大部分不适合快充的电池，在大电流快充时其电压与充入电量/能量的对应关系更优，通俗的讲就是：发热少，更安全，真的能充进那么多电，而不是只是显示着好像能充进去。
5)老生常谈的一个简单判据，如果有人吹嘘他的快充技术，你一定要折算一下充电功率，然后看看这个充电功率需要对应多粗的电线，单这一条判据就足够筛走90%不靠谱的快充假新闻了。
