(1)锂离子电池的充电动机理。 锂离子电池的充放电过程,本质是锂离子在正负极间不断脱嵌和嵌入的过程,同时伴随着等量电子的嵌入和脱嵌。 锂离子电池的充电过程如图所示。
充电时,电池的正极有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极,并嵌入其中,嵌入负极的锂离子数量越多,充电的容量就越高,锂离子在正负极间运动速度越快,充电也就越快。特别地,快充时,锂离子需要加速瞬时嵌入到负极,这时候负极会出现副产物,这会影响电芯的循环性和稳定性,另外电池内部的散热速率也是影响充电性能的重要因素,如果散热速率慢,充放电累积的热量无法传递出去,会影响锂离子电池的可靠性和寿命。
因此快充技术的核心就是在不影响电芯寿命和可靠性的前提下,通过化学体系和设计优化,加速锂离子在正负极的移动速度。
(2)锂离子电池如何充电？
电池充电需要充满吗?快充会伤电池吗?
锂离子电池有一个有效容积,一般容量达到95%就达到了有效容积,也就是这时锂离子嵌入负极的数量基本达到了饱和状态,继续充电效率会很低。
如果每次都让电池充满,电池会处于一个满负荷的工作状态,长此以往会让电池很“疲惫”,影响电池的使用寿命,和“人吃饭只吃八分饱”是一个道理,因此每次充电让电池充到八九成,会使电池运行在健康的状态。
针对快充,每一个电池都存在着健康的充电区间。充电区间主要取决于电池的温度以及荷电状态(SOC)。一般快充电池的化学体系都经过了优化,其“健康充电区间”会比一般的慢充电池大,所能承受的充电电流也比慢充电池大,如果强制将慢充电池用于快充使用,会使慢充电池的寿命大大缩短:从另外一个角度讲,在对电池进行快充时,需要注意电池的健康充电区间,在此范围内进行快充,就没有问题。
