新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也刺激動力電池的市場需求，那么限制動力電池的充電速度的因素有哪些，除了電池本身的瓶頸外還有哪些因素呢?下面是小編帶來關于動力電池的內(nèi)容，希望能讓大家有所收獲!
以當下主流的鋰電池為例，雖然種類五花八門，但是大體的構(gòu)造無外乎包括正極材料、負極材料、隔膜、電解液等，充電的過程，基本上就是鋰離子從負極脫出，穿過隔膜和電解質(zhì)，擴散到達正極的過程——擴散速度自然就成了充電速度的關鍵。 

在討論充電速度的時候，電池本身的承受能力絕對是最無法繞過的一個因素。無論外圍的充電設備有多牛、功率有多大、充電能力有多強，如果電池本身在能夠接受的充電能力方面有短板，那么充電速度肯定就快不起來。加上電池容量又比較大的話，自然充電時間就長了。
如果學過電化學方面的知識的話，就會了解電池充放電的過程，本質(zhì)就是電池內(nèi)部通過一系列的氧化還原反應，來實現(xiàn)電子在正極和負極之間定向轉(zhuǎn)移。以當下主流的鋰電池為例，雖然種類五花八門，但是大體的構(gòu)造無外乎包括正極材料、負極材料、隔膜、電解液等，充電的過程，基本上就是鋰離子從負極脫出，穿過隔膜和電解質(zhì)，擴散到達正極的過程——擴散速度自然就成了充電速度的關鍵。
理論上，的確可以通過加大電流來提升充電速度。但是電流太大的話，電池內(nèi)部鋰離子的擴散速度跟不上電子擴散速度，就會導致電子-離子運脫節(jié)，影響電池性能，能夠達到的充電容量也相應減少，電池的壽命就更是慘不忍睹了，甚至會有起火爆炸的危險。
所以一般來說，在不趕時間的情況下我們建議盡量用慢充，有利于延長電池的壽命。
而鋰離子的擴散速度，和溫度、正極的材料和結(jié)構(gòu)密切相關。
首先是溫度，一般來說溫度越高自然是擴散速度越快，但是溫度過高的話也會導致電池壽命降低、充電安全性下降等問題。
溫度過低的話同樣不行，氣溫過低的情況下，電池中的金屬鋰會發(fā)生沉積，從而造成電池內(nèi)部短路，尤其是磷酸鐵鋰電池。
一般0℃時磷酸鐵鋰電池的容量大概只剩下60～70%左右，到了-20℃時就只剩下可憐的20～40%了。所以在氣候寒冷的北方冬季，電動車必須要有給電池模組加熱的功能，由此耗電自然也更快。
其次是材料，不同的材料擴散能力差距非常大，像鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、NCM、NCA等都是性能很不錯的正極材料，而后兩者也是當下性能最好、應用普及度比較高的兩種材料了。這也是如今的鋰電池以正極材料命名的一個重要原因。
在電池行業(yè)的領域，通常會用充放電倍率來描述充電速度和電流大小的關系，譬如1小時充滿電池時的速率稱為1C，只需30分鐘的速率則稱之為2C，如此類推，超過1C就可以稱為快充。
如今鋰離子電池的充電速率普遍可以做到1C-3C，最高大概可以去到5C，但是相比起動輒10C的放電速率自然還是要差很遠。
除了最大充電速率有瓶頸之外，不同SOC(StateofCharge，即荷電狀態(tài)，也就是剩余電量)下電池能夠承受的充電速率也是有差別的。
一般來說，電池在充電過程的特性大致和上面這張圖類似，充電的速率會遵循慢——快——慢這樣的節(jié)奏。一般當SOC達到90%以上的時候，電池的內(nèi)阻就會明顯上升，使得充電速率放慢。
如果你有留意當下在售的大部分電動車，都會發(fā)現(xiàn)它們會宣傳自己在特定的快充狀態(tài)下，能夠在一個相對比較短的時間——例如1小時乃至30分鐘的時間里，充滿一個大比例的電量，一般在80%-90%左右，就是這個意思。
所以如果你是一個電動車用戶，想要盡可能節(jié)約充電耗時的話，盡量不要動輒把電量用到10%以下，充電的時候也不一定非要充滿，達到90%以上，或者能夠滿足你下一次出行需要的里程數(shù)就足夠了。
充電設備的充電速度受什么限制?
除了電池本身的瓶頸之外，外圍的充電設備也有自身的限制。簡單來講，充電樁輸出功率越大，充電時間越短。但是充電樁也不是可以無限提高充電功率的。先來說下電動汽車的充電大體是一個什么樣的過程。
一說到汽車充電，大家首先想到的自然就是充電樁。簡單來講，充電樁輸出功率越大、電池容量越小，充電時間自然越短。這就和要把一個水池放滿水，放水管越大、水池越小自然耗時越短是一個道理。
不過作為電動車用戶，當然希望自己的電池容量也足夠大，所以提升充電樁功率自然是更應該做的。車用的充電樁一般分為交流充電樁、直流充電樁兩種。我們分開兩種情況來講。
先講普適性比較強的交流充電樁。它多采用和家用電壓大小一樣的220V交流充電，一般電流只有16A或者32A，充電速度相對比較慢，在電池容量20kwh左右的情況下，要大概6-8個小時才能夠充滿電。

一般地說，電池的容量和極板面積及厚度的平方根成正比。 

用涂膏式極板在密度1.300g/㎝3電解液中試驗，得到極板的容量計算經(jīng)驗公式： 

單片極板容量=0.145×極板寬度×極板高度×極板厚度的開平方

單格容量=單格正極板的片數(shù)×單片極板容量

容量越大面積越大，電流經(jīng)過的電阻越小。

鋰電池的內(nèi)阻肯定是越小越好內(nèi)阻越小對于電池來說電能浪費越少而且對于電池的產(chǎn)熱以及倍率等都有幫助

電池的內(nèi)阻與電池的容量和類型有關

一般而言容量越大的電池內(nèi)阻越小

相同容量下的電池倍率型的內(nèi)阻要小于容量型的

比如最普遍的18650電池內(nèi)阻從十幾到幾十毫歐不等

另外相同容量和類型的電池也可以通過技術(shù)工藝把內(nèi)阻變小主要看投入的成本是否可行。

一、電壓不一致，個別偏低
1．自放電大造成電壓低，電芯自放電大，使其電壓降低比其它快，電壓低可以通過存貯后檢電壓來消除。
2．荷電不均造成電壓低，電池檢測后在荷電時，由于接觸電阻或檢測柜荷電電流不一致造成電芯荷電不均。在短時間存放（12小時）測電壓差別很小，但長期存放時電壓差別較大，這種低電壓并無質(zhì)量問題，可以通過充電解決。在生產(chǎn)中荷電后存放超24小時測電壓。
 

二、內(nèi)阻偏大
1．檢測設備差別造成，如果檢測精度不夠或者不能消除接觸電組，將造成顯示內(nèi)阻偏大，應采用交流電橋法原理測試內(nèi)阻儀器檢測。
2．存放時間過長，鋰電池存放過長，造成容量損失過大，內(nèi)部鈍化，內(nèi)阻變大，可以通過充放活化來解決。
3．異常受熱造成內(nèi)阻大，電芯在加工（點焊、超聲波等）使電池異常受熱，使隔膜產(chǎn)生熱閉合現(xiàn)象，內(nèi)阻嚴重增大。
 

三、鋰電池膨脹
1．鋰電池充電時膨脹，鋰電池在充電時，鋰電池會自然產(chǎn)生膨脹，但一般不超過0.1mm，但過充電就會造成電解液分解，內(nèi)壓增大，鋰電池膨脹。
2．加工時膨脹，一般是出現(xiàn)加工異常（如短路、過熱等）造成內(nèi)部受熱過大電解液分解，鋰電池膨脹。
3．循環(huán)時膨脹，電池在循環(huán)時，厚度會隨著循環(huán)次數(shù)增加而增加，但超過50周次以后基本不在增加，一般正常增加量在0.3~0.6 mm，鋁殼較為嚴重，此種現(xiàn)象屬于正常電池反應造成。但如果增加殼體厚度或減少內(nèi)部物料可以適當減輕膨脹現(xiàn)象。