鋰電池快速充電常見問題的科普解答
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-16 16:17
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近年來，關于電池快速充電的大新聞層出不窮，但大多都是噱頭，真正可靠的技術一直處于低調狀態(tài)。筆者發(fā)現(xiàn)，關于快速收費的分析和科普文章很少，很多人對快速收費有很多疑問。本文首先進行了基礎科學普及，然后從材料的角度分析了鋰電池快速充電技術對電池材料和組成結構的要求，并簡要分析了需要快速充電技術的場合和該技術的意義。主要面向對象技術是針對材料、電池、汽車、儲能、投資、政策等相關行業(yè)的需求。你認識的朋友。
快速充電常見問題的科普解答
首先，介紹了電池充電中c的概念。這個概念非常重要，是電池討論和分析中最常用的術語。電池中的速率的縮寫是電流率——“A C速率是電池相對于其最大容量放電的速率的量度。1C速率意味著放電電流將在1小時內使整個電池放電。”測量放電后所需的電流。2c是0.5h放電所需的電流。放大倍數越高，電流越大。（相關參考：如何理解鋰離子電池比越大，容量越?。浚?/div>
然后定義了快速充電：顧名思義，快速充電是指對二次充電電池進行快速充電的過程。事實上，對于多快、多快不快并沒有特別嚴格的定義，但一般來說，可以簡單地理解為一小時內的收費系統(tǒng)（即收費率大于1c）。人們經常就各種快速充電問題咨詢智虎。在這里，筆者首先強調了科普的幾個概念：
1）一般情況下，電池的充放電程度是通過測量其電壓來測量的，只有少數使用庫侖計。在這種情況下，電池充放電的顯示實際上是電池實時電壓的轉換關系。與慢速充電相比，快速充電會產生較大的過電壓（電流變大，U=Ir，電池內阻會產生較大的過電壓），化學擴散反應跟不上。此時，雖然電池表面可能被充電了一個很高的電壓值，電池的功率也很高，但事實上，它并沒有充電那么多電。示例如下圖所示：
這是開啟快速充電技術，確保電池安全可靠的正確途徑（一）
在此圖中，經過不同的優(yōu)化工藝后，同一材料的速率性能不同（左右兩側的差異很好）。雖然在5C高速充放電系統(tǒng)下充電至4.5V（反映為“滿”），但可用容量變化很大，一個是75mAh/g，另一個是108mAh/g。
2）事實上，任何電池都可以快速“充滿”充電。事實上，這里的“滿”只是電壓升高，不能與充電功率/能量成正比。而且，在這種情況下，大電流充電會使焦耳熱效應加劇（q=i2rt），并帶來材料副反應分解、電池產氣等一系列問題，風險系數會突然增大。對于這種情況下的電池壽命，更不用說非動力電池的壽命會大大縮短：因此，事實上，為了安全可靠，大多數廠家自己綜合考慮，都設計了一個電路來限制電池的充電電流上限，從而不要讓每個人都使用快速充電。
3）如果電池想快速充電，其與電源相關的性能要求會更高。低內阻是一個重要的內阻（q=i2rt，小電阻r可以降低焦耳熱）。在這種情況下，使用高導電性的電極材料（碳涂層，經過改性以提高鋰的擴散系數，減小顆粒尺寸和縮短擴散路徑），使用更多的導電劑，并涂層更薄的電。電極是快速充電電池的典型設計思想。當然，上述設計理念也會與追求能量密度的目標相沖突。你不能兩者都有。有關詳細信息，請參閱我之前的文章“快速充電技術，它只充滿了幾分鐘，但不為其他性能，是一個流氓”。
4)滿足3)中所述特性的功率型電池，比起能量型電池更為適合快充，這意味著其內阻小，充電發(fā)熱量低，副反應更少，安全性能更好，比起能量型/那些大部分不適合快充的電池，在大電流快充時其電壓與充入電量/能量的對應關系更優(yōu)，通俗的講就是：發(fā)熱少，更安全，真的能充進那么多電，而不是只是顯示著好像能充進去。
5)老生常談的一個簡單判據，如果有人吹噓他的快充技術，你一定要折算一下充電功率，然后看看這個充電功率需要對應多粗的電線，單這一條判據就足夠篩走90%不靠譜的快充假新聞了。
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