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)汽車的續(xù)航里程也在不斷增加，今年推出的電動(dòng)汽車的續(xù)航里程普遍超過(guò)400km，部分中高端車型續(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)汽車的使用體驗(yàn)，對(duì)于推廣電動(dòng)汽車具有重要的意義。
減少電動(dòng)汽車的充電時(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)用在出租車等營(yíng)運(yùn)車輛上。
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。 |
