18650電池和充電電池有什么區(qū)別?
之后就是快充的定義:顧名思義,快充即對二次可充放電池的快速充電的過程,其實多快算快,多快就不算快也沒有一個特別嚴(yán)格的定義,但是一般情況下可以簡單化的理解為在小于1小時內(nèi)充電的制度(即充電速率大于1C)。知乎上經(jīng)常有人咨詢筆者各種快充的問題,在這里,筆者首先要強調(diào)幾個概念,供科普用:
1)電池的充電一般都是靠測量其電壓來測定充放電程度的,使用庫侖計的是少數(shù),而這種情況下電池充/放電的電量顯示實際上只是一個電池實時電壓的換算關(guān)系。快充與慢充相比,會帶來很大的過電壓(電流變大,U=IR,電池內(nèi)阻會貢獻更大的過電壓),化學(xué)擴散反應(yīng)也會跟不上,此時雖然電池可能表面上充到了一個高電壓值而顯示電量很高,實際上并沒有充進那么多電,一個實例如下圖所示:該圖中,同種材料經(jīng)不同優(yōu)化工藝后,倍率性能不同(左差右好),在5C高倍率充放電制度下雖然都充到了4.5V(體現(xiàn)為充“滿”),但是實際上可用的容量差別很大,一個為75mAh/g,一個為108mAh/g。
2) 所以實際上,任何電池其實都能快充充“滿”電,在這里的“滿”其實只是電壓提了上去,無法與充入的電量/能量直接線性比例地對應(yīng)起來。而且在這些時候,大電流充電會導(dǎo)致焦耳發(fā)熱效應(yīng)加?。≦=I2Rt),并帶來電池內(nèi)的材料副反應(yīng)分解、產(chǎn)氣等一系列問題,危險系數(shù)驟然增加,至于此條件下電池的壽命就更不用提了,非功率型電池的壽命必然會大幅縮短:因此其實是大部分廠家自己為了安全可靠,出于綜合考慮,廠家設(shè)計了電路為電池限定了充電電流的上限,不讓大家使用快充。
3) 所以如果電池想要快充,對于其功率相關(guān)的性能要求也就更高,內(nèi)阻低就是很重要的一條(Q=I2Rt,小的電阻值R可以減少焦耳發(fā)熱量),在這種情況下,使用高電導(dǎo)的電極材料(碳包覆,改性提高鋰擴散系數(shù),減小粒徑縮短擴散路徑)、使用更多的導(dǎo)電劑、涂布更薄的電極(讓傳質(zhì)擴散距離變短)都是典型的功率快充型電池的設(shè)計思路。以上這些設(shè)計理念當(dāng)然也會與追求能量密度的目標(biāo)有所沖突,魚與熊掌不可兼得,具體可以參考筆者之前的文章《光說幾分鐘充滿,其它性能都不說的快充技術(shù),都是耍流氓》。
















