隨著動(dòng)力電池能量密度的不斷提升和成本的不斷降低,電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程也在不斷增加,,今年推出的電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程普遍超過(guò)400km,,部分中高端車(chē)型續(xù)航里程達(dá)到500km以上,基本上滿足日常通勤需求,。因此充電速度也就成為了新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用的主要障礙,,縮短充電時(shí)間能夠更好的提升電動(dòng)汽車(chē)的使用體驗(yàn),對(duì)于推廣電動(dòng)汽車(chē)具有重要的意義,。
減少電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間通常有兩種措施:1)一種是通過(guò)提升充電速度,,縮短充電所需的時(shí)間,這也是目前多數(shù)新能源汽車(chē)所采用的策略,;2)第二種是通過(guò)更換電池組的方式將空電的電池組快速更換為滿電電池組,,這種策略通常會(huì)應(yīng)用在出租車(chē)等營(yíng)運(yùn)車(chē)輛上。
提升充電速度雖然會(huì)帶來(lái)充電時(shí)間上的縮短,,但是過(guò)高的充電速度也會(huì)導(dǎo)致電池的衰降速度加快,,影響電動(dòng)汽車(chē)的使用壽命。近日,,英國(guó)帝國(guó)理工大學(xué)的Anna Tomaszewska(第一作者,,通訊作者)、Xuning Feng(通訊作者)和清華大學(xué)的歐陽(yáng)明高院士等從材料層面到系統(tǒng)層面全方位的對(duì)鋰離子電池快充的影響因素,、衰降機(jī)理和解決方法進(jìn)行了回顧和綜述,。
鋰離子電池主要由正極、負(fù)極,、隔膜和電解液等部分構(gòu)成,,在充電的過(guò)程中Li+從正極脫出,經(jīng)過(guò)電解液擴(kuò)散到負(fù)極,,因此整個(gè)過(guò)程中可能影響鋰離子電池充電速度的因素主要有3個(gè):1)Li+在固相中的擴(kuò)散,;2)Li+在固/液界面反應(yīng);3)Li+在電解液中的擴(kuò)散,,包括溶劑化和去溶劑化,。在快速充的過(guò)程中正極衰降和正極界面膜(CEI)的生長(zhǎng)通常不是限制因素,而負(fù)極由于動(dòng)力學(xué)條件相對(duì)比較差,,因此在快速充電的過(guò)程中容易發(fā)生析鋰,,進(jìn)而減少負(fù)極可供Li+嵌入的有效面積,造成電池性能的劣化,。