锂电池的原因是什么？

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Leverancier van draagbare energiecentrales

从最重要的载体传输和输送行为来说，锂电池并不适合快充。 锂电体系局域载流子传导与传输行为取决于正负极材料的电导率以及锂离子的扩散系数和有机电解质的电导率。 基于嵌入反应机理，锂离子在正极材料（一维橄榄石、二维通道的二维正极材料、三维通道的尖晶石正极材料）和负极石墨负极材料（层状结构）中的氧化速率常数较低。

而且有机电解液的离子电导率比水体系的二次电池电解液（强酸或强碱）低不少于两个数量级。 锂电负极表面有一层SEI膜。 事实上，锂电的放大性能很大程度上是由SEI膜中的锂离子接收的。

由于粉末电极在有机电解液中的极化现象要严重得多，在高倍率或者低温条件下可能会带来负面的安全隐患。 另外，在大倍率充电条件下，正极材料晶格容易被破坏，负极石墨片也可能受到损伤，这些因素都会加大容量的衰减，从而严重影响动力锂离子电池的寿命。 因此，嵌入反应的本质特性决定了锂离子电池并不适合高倍率充电。

研究结果证实，快充模式下单体电池的循环寿命会急剧下降，且电池性能在使用过程中衰减明显。 当然有读者可能会说，钛酸锂（LTO）电池不是大倍率充放电吗?钛酸锂的倍率性能可以从其晶体结构和离子扩散系数两个方面来解释。 但是钛酸锂离子电池的能量密度很低，其动力类型是以牺牲能量密度为代价的，这就导致钛酸锂成本（$/WH）较高，而低价决定了钛酸锂的性价比。

银离子电池不可能成为锂电发展的主流。 事实上，日本东芝SCIB电池这些年已经陷入低迷。 在电芯层面，可以从极板工艺和电池设计上提升倍率性能，例如采用相对较薄的电极、新的储能比例等技术。

更有甚者，制造商甚至使用电池中的热敏电阻和增稠液等极端方法。 事实上，国内多家动力锂电企业均以LFP动力锂电在30C甚至50C的高倍率数据作为技术亮点。 需要指出的是，作为一种检测手段，它并不是很好，但电池芯内部发生了什么变化才是关键。

长期高倍率充电，也许正负极材料结构已经被破坏，而且负极已经发生锂化，这些问题利用一些原位测试（如SEM、XRD和中子衍射等）可以清楚。 可惜的是，这些原位测试方法，几乎​​没有国内电池企业的报道。

笔者也提醒读者注意锂电池充电与放电过程的区别，充电过程是锂电以更高的倍率放电(对外功)对电池的损害没有那么严重，这是其它水生二次电池所不具备的。 但对于电动汽车的实际使用来说，高倍率充电（快充）的需求无疑更渴望大电流放电。 升到电池组的层次会更加复杂，不同的单体电池在充电过程中充电电压、充电电流不一致，而且动力锂离子电池的充电时间要超过单体电池。

这意味着，虽然常规充电技术30分钟也能将单体电池充至一半，但电池组绝对会超过这个时间，也就是说快充技术的优势不言而喻。 明显的。 另外，锂离子电池在使用（放电）过程中，容量的消耗与放电时间并非线性关系，而是随着时间的推移而加速。

比如说一辆机动车充满电后行驶的里程数，那么在正常行驶100公里的时候，动力锂离子电池的容量可能还剩80%。 当电池容量为50%时，电动汽车可能只能行驶50公里。 .