鋰離子電池快充技術(shù)是當前發(fā)展一個(gè)熱門(mén)話(huà)題，因為這個(gè)符合了很多用戶(hù)的需求，所以很多鋰電池廠(chǎng)家都比較注重這方面技術(shù)的提升。那么鋰離子電池快充技術(shù)與什么因素有關(guān)呢？

下面來(lái)簡(jiǎn)單了解一下電池快充，對電池各部分的要求

對于電池來(lái)說(shuō)，如果要提升功率性能，需要在電池整體的各個(gè)環(huán)節中都下功夫，主要包括正極、負極、電解液、隔膜和結構設計等。

1、電池正極

實(shí)際上，鋰電池各種正極材料幾乎都可以用來(lái)制造快充型電池，但是主要需要保證的性能包括電導(減少內阻)、擴散(保證反應動(dòng)力學(xué))、壽命、安全、適當的加工性能(比表面積不可太大，減少副反應，為安全服務(wù))。

當然，對于每種具體材料要解決的問(wèn)題可能有所差異，但是我們一般常見(jiàn)的正極材料都可以通過(guò)一系列的優(yōu)化來(lái)滿(mǎn)足這些要求，但是不同材料也有所區別：

A、磷酸鐵鋰可能更側重于解決電導、低溫方面的問(wèn)題。進(jìn)行碳包覆，適度納米化(注意，是適度，絕對不是越細越好的簡(jiǎn)單邏輯)，在顆粒表面處理形成離子導體都是最為典型的策略。

B、三元材料本身電導已經(jīng)比較好，但是其反應活性太高，因此三元材料少有進(jìn)行納米化的工作(納米化可不是什么萬(wàn)金油式的材料性能提升的解藥，尤其是在電池領(lǐng)域中有時(shí)還有好多反作用)，更多在注重安全性和抑制(與電解液的)副反應，畢竟目前三元材料的一大命門(mén)就在于安全，近來(lái)的電池安全事故頻發(fā)也對此方面提出了更高的要求。

C、錳酸鋰是則對于壽命更為看重，目前市面上也有不少錳酸鋰系的快充電池。

2、電池負極

鋰離子電池充電的時(shí)候，鋰向負極遷移。而快充大電流帶來(lái)的過(guò)高電位會(huì )導致負極電位更負，此時(shí)負極迅速接納鋰的壓力會(huì )變大，生成鋰枝晶的傾向會(huì )變大，因此快充時(shí)負極不僅要滿(mǎn)足鋰擴散的動(dòng)力學(xué)要求，更要解決鋰枝晶生成傾向加劇帶來(lái)的安全性問(wèn)題，所以快充電芯實(shí)際上主要的技術(shù)難點(diǎn)為鋰離子在負極的嵌入。

A、目前市場(chǎng)上占有統治地位的負極材料仍然是石墨(占市場(chǎng)份額的90%左右)，根本原因無(wú)他——便宜，以及石墨綜合的加工性能、能量密度方面都比較優(yōu)秀，缺點(diǎn)相對較少。石墨負極當然也有問(wèn)題，其表面對于電解液較為敏感，鋰的嵌入反應帶有強的方向性，因此進(jìn)行石墨表面處理，提高其結構穩定性，促進(jìn)鋰離子在基上的擴散是主要需要努力的方向。

B、硬碳和軟碳類(lèi)材料近年來(lái)也有不少的發(fā)展：硬碳材料嵌鋰電位高，材料中有微孔因此反應動(dòng)力學(xué)性能良好；而軟碳材料與電解液相容性好，MCMB材料也很有代表性，只是硬軟碳材料普遍效率偏低，成本較高(而且想像石墨一樣便宜恐怕從工業(yè)角度上看希望不大)，因此目前用量遠不及石墨，更多用在一些特種電池上。

C、鈦酸鋰如何？簡(jiǎn)單說(shuō)一下：鈦酸鋰的優(yōu)點(diǎn)是功率密度高，較安全，缺點(diǎn)也明顯，能量密度很低，按Wh計算成本很高。因此對于鈦酸鋰電池的觀(guān)點(diǎn)是一種有用的在特定場(chǎng)合下有優(yōu)勢的技術(shù)，但是對于很多對成本、續航里程要求較高的場(chǎng)合并不太適用。

D、硅負極材料是重要的發(fā)展方向，但是如何在納米化追求性能與電池工業(yè)對于材料的一般微米級的要求方面達到一個(gè)平衡，仍是比較有挑戰性的工作。

3、電池隔膜

對于功率型電池，大電流工作對其安全、壽命上提供了更高的要求。隔膜涂層技術(shù)是繞不開(kāi)的，陶瓷涂層隔膜因為其高安全、可以消耗電解液中雜質(zhì)等特性正在迅速推開(kāi)，尤其對于三元電池安全性的提升效果格外顯著(zhù)。

陶瓷隔膜目前主要使用的體系是把氧化鋁顆粒涂布在傳統隔膜表面，比較新穎的做法是將固態(tài)電解質(zhì)纖維涂在隔膜上，這樣的隔膜的內阻更低，纖維對于隔膜的力學(xué)支撐效果更優(yōu)，而且在服役過(guò)程中其堵塞隔膜孔的傾向更低。涂層以后的隔膜，穩定性好，即使溫度比較高，也不容易收縮變形導致短路。

4、電池的電解液

電解液對于快充鋰離子電池的性能影響很大。要保證電池在快充大電流下的穩定和安全性，此時(shí)電解液要滿(mǎn)足以下幾個(gè)特性：A)不能分解，B)導電率要高，C)對正負極材料是惰性的，不能反應或溶解。

如果要達到這幾個(gè)要求，關(guān)鍵要用到添加劑和功能電解質(zhì)。比如三元快充電池的安全受其影響很大，必須向其中加入各種抗高溫類(lèi)、阻燃類(lèi)、防過(guò)充電類(lèi)的添加劑保護，才能一定程度上提高其安全性。而鈦酸鋰電池的老大難問(wèn)題，高溫脹氣，也得靠高溫功能型電解液改善。

5、電池結構設計

典型的一個(gè)優(yōu)化策略就是疊層式VS卷繞式，疊層式電池的電極之間相當于是并聯(lián)關(guān)系，卷繞式則相當于是串聯(lián)，因此前者內阻要小的多，更適合用于功率型場(chǎng)合。

另外也可以在極耳數目上下功夫，解決內阻和散熱問(wèn)題。此外使用高電導的電極材料、使用更多的導電劑、涂布更薄的電極也都是可以考慮的策略。

總之，影響電池內部電荷移動(dòng)和嵌入電極孔穴速率的因素，都會(huì )影響鋰電池快速充電能力。