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鋰電池10分鐘快充是否是真的？

“鋰電池”，是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池，1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。雖然其從1970年誕生至今時間并不算長，但憑借其工作電壓高（是鎳鎘電池氫-鎳電池的3倍）、比能量大(可達165WH/kg,是氫鎳電池的3倍)、循環(huán)使用壽命長、無污染等特點，鋰電池還是迅速占據(jù)了新能源汽車電池市場的絕大部分江山，成為了新能源汽車的核心部件。

隨著鋰電池在新能源汽車領(lǐng)域的應用日趨廣泛，充電問題越來越成為了無法逃避的問題。當下快充和慢充是新能源汽車續(xù)航的主要方式，受制于技術(shù)限制，目前市場上仍以慢充為主。但是相對于時間較久的慢充，人們更加偏向于較短的充電時間，也就是快充，提升電池的快充性能，被認為是當前解除消費者續(xù)航里程焦慮問題的可行路徑。

鋰電池的充電方法有很多種，針對快速充電的要求，其主要方法包括脈沖充電法、間歇充電法等。不同的電池類型，其適用的充電方式也不完全相同，在方法這節(jié)不做具體區(qū)分。

一、脈沖充電

這是來自文獻中的一個脈沖充電方式，其脈沖階段設(shè)置在充電觸及上限電壓4.2V以后，并在4.2V以上持續(xù)進行。暫且不提其具體參數(shù)設(shè)置的合理性，不同類型電芯存在差異。我們關(guān)注一下脈沖實施過程。

下面是脈沖充電曲線，主要包括三個階段：預充、恒流充電和脈沖充電。在恒流充電過程中以恒定電流對電池進行充電，部分能量被轉(zhuǎn)移到電池內(nèi)部。當電池電壓上升到上限電壓(4.2 V)時，進入脈沖充電模式：用1 C 的脈沖電流間歇地對電池充電。在恒定的充電時間Tc內(nèi)電池電壓會不斷升高，充電停止時電壓會慢慢下降。當電池電壓下降到上限電壓(4.2 V)后，以同樣的電流值對電池充電，開始下一個充電周期，如此循環(huán)充電直到電池充滿。

在脈沖充電過程中，電池電壓下降速度會漸漸減慢，停充時間T0會變長，當恒流充電占空比低至5%～10%時，認為電池已經(jīng)充滿，終止充電。與常規(guī)充電方法相比，脈沖充電能以較大的電流充電，在停充期電池的濃差極化和歐姆極化會被消除，使下一輪的充電更加順利地進行，充電速度快、溫度的變化小、對電池壽命影響小，因而目前被廣泛使用。但其缺點很明顯：需要一個有限流功能的電源，這增加了脈沖充電方式的成本。

二、間歇充電法

鋰電池間歇充電法包括變電流間歇充電法和變電壓間歇充電法。

1)變電流間歇充電法

變電流間歇充電法是由廈門大學陳體銜教授提出來的，它的特點是將恒流充電改為限壓變電流間歇充電。如下圖所示，變電流間歇充電法的第一階段，先采用較大電流值對電池充電，在電池電壓達到截止電壓V0時停止充電，此時電池電壓急劇下降。保持一段停充時間后，采用減小的充電電流繼續(xù)充電。當電池電壓再次上升到截止電壓V0時停止充電，如此往復數(shù)次(一般約為3～4 次)充電電流將減小設(shè)定的截止電流值。然后進入恒電壓充電階段，以恒定電壓對電池充電直到充電電流減小到下限值，充電結(jié)束。

變電流間歇充電法的主充階段在限定充電電壓條件下，采用了電流逐漸減小的間歇方式加大了充電電流，即加快了充電過程，縮短了充電時間。但是這種充電模式電路比較復雜、造價高，一般只有在大功率快充時才考慮采用。

2)變電壓間歇充電

在變電流間歇充電法的基礎(chǔ)上，有人又研究了變電壓間歇充電法。兩者的差異就在于第一階段的充電過程，將間歇恒流換成間歇恒壓。比較上面圖(a)和圖 (b)，可見恒壓間歇充電更符合最佳充電的充電曲線。在每個恒壓充電階段，由于電壓恒定，充電電流自然按照指數(shù)規(guī)律下降，符合電池電流可接受率隨著充電的進行逐漸下降的特點。

是否存在隱患？

快充對鋰電池的壽命和安全性也有著極大的隱患。由于汽車動力電池的工作電壓是12V或24V，而單個動力鋰離子電池的工作電壓是3.7V，因此必須由多個電池串聯(lián)而提高電壓。但是由于電池難以做到完全均一的充放電，因此導致串聯(lián)的多個電池組內(nèi)的單個電池會出現(xiàn)充放電不平衡的狀況，電池會出現(xiàn)充電不足和過放電現(xiàn)象。而這種狀況則會導致電池性能的急劇惡化,最終導致整組電池無法正常工作，甚至報廢，從而大大影響電池的使用壽命和可靠性能。但是相信隨著國家、社會和企業(yè)紛紛將快充技術(shù)納入國家或者企業(yè)發(fā)展，充電5分鐘行駛500公里的想法終將會成為現(xiàn)實。鋰電池的放電工作溫度在-20度~+60度之間，最理想的工作環(huán)境溫度是25度。這樣的溫度鋰電池放電時容量才能發(fā)揮到最佳，鋰電池的充電溫度在0度~45度。