你知道常見的快充對鋰離子電池的使用壽命以及安全的影響嗎？

人類社會的進(jìn)步離不開社會上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會去了解電子產(chǎn)品的組成，比如鋰離子電池。

隨著手機(jī)電池快充技術(shù)的飛速發(fā)展，手機(jī)的充電速率越來越快，在享受著手機(jī)快速充電帶來的好處時(shí)，我們心里還存著一個(gè)小小的疑問，快速充電對鋰離子電池的壽命有影響嗎?首先我們來了解以下何為充電速率，一般來講鋰離子電池以倍率來描述電池的充電速率，例如1C倍率指的是電池在1小時(shí)內(nèi)充滿所有的電量，2C倍率則指的是在0.5h內(nèi)將電池電量完全充滿，也就是說倍率越大充電速率越快，充電時(shí)間為充電倍率的倒數(shù)。

手機(jī)快充實(shí)現(xiàn)的三種基本方式是：電壓不變，提高電流;電流不變，提升電壓;電壓、電流均提高。但想要真正實(shí)現(xiàn)快充，不單單是提高電流和電池就可以的，快充技術(shù)是一整套系統(tǒng)，包括快充適配器和智能電源管理系統(tǒng)。

當(dāng)連續(xù)充電電流大時(shí)，電極處的離子濃度增加，并且極化增加，并且電池端子電壓不能以線性比例直接對應(yīng)于充電功率/能量。同時(shí)，在大電流充電時(shí)，內(nèi)阻的增加會增加焦耳熱效應(yīng)，并引起副反應(yīng)，如電解質(zhì)的反應(yīng)分解，產(chǎn)氣等一系列問題。危險(xiǎn)因素突然增加，這會影響電池的安全性。電池壽命將不可避免地大大縮短。

長期快速充電會影響鋰電池的壽命。鋰電池的快速充電是以電池循環(huán)壽命為代價(jià)的，因?yàn)殡姵厥且环N通過電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的設(shè)備。充電是一種反向化學(xué)反應(yīng)，快速充電會立即將大電流輸入到電池中，頻繁使用快速充電模式會降低電池的恢復(fù)能力并減少電池的充放電循環(huán)次數(shù)。

鋰離子電池的快速充電意味著鋰離子會迅速逸出并游向負(fù)極。此時(shí)，負(fù)極材料必須具有快速的鋰插入能力。由于鋰的插入電位類似于鋰的沉淀電位，因此在快速充電或低溫條件下，鋰離子可能會沉淀并在表面形成樹枝狀鋰。樹枝狀鋰會刺穿隔膜并造成鋰的二次損失，從而降低電池容量。當(dāng)鋰晶體達(dá)到一定量時(shí)，它將從負(fù)極向隔板生長，從而導(dǎo)致電池短路的危險(xiǎn)。

一般來說，快速充電會增加鋰離子電池的內(nèi)阻并降低容量。我們現(xiàn)在需要了解這種機(jī)制。目前，商業(yè)鋰離子電池的主要負(fù)極材料是石墨材料。石墨材料的使用極大地解決了鋰金屬陽極中枝晶析出的問題，大大提高了鋰離子電池的安全性，并使鋰離子電池商業(yè)化。目前，常見的石墨負(fù)極材料包括天然石墨，人造石墨等。在鋰離子電池的充電過程中，Li +從正極遷移到負(fù)極，并嵌入石墨材料的層狀結(jié)構(gòu)中形成。 LiC6化合物，使負(fù)極呈金黃色。

頻繁充電還會加快電池壽命，甚至?xí)鹬T如電池電量減少和電池壽命縮短之類的問題。尤其是在添加快速充電技術(shù)之后，盡管早期充電速度非常快，但是在拔出插頭之前尚未完全充電到100%，從而導(dǎo)致多次充電并增加了電池的循環(huán)次數(shù)。長期使用會降低電池的活動(dòng)性，從而加速電池的老化。

高溫是鋰電池老化的最大殺手?？焖俪潆姷母吖β蕦⒃诙虝r(shí)間內(nèi)加熱電池。盡管非快速充電每單位時(shí)間具有低功率和低熱量，但它需要更長的開機(jī)時(shí)間。這樣，電池的熱量也會隨著時(shí)間積累，并且在充電過程中產(chǎn)生的熱量差異不足以導(dǎo)致電池老化速度的差異。

根據(jù)以上內(nèi)容，可以得出結(jié)論，快速充電對電池質(zhì)量有很高的要求，并且電池壽命損失更大，安全系數(shù)將大大降低。因此，在不需要時(shí)應(yīng)盡可能少地做。電池頻繁快速充電會損壞電池。但是，由于電池單元密度，材料，環(huán)境溫度和電池管理系統(tǒng)的差異，快速充電期間對電池的損壞程度也不同。

本文只能帶領(lǐng)大家對快充對鋰離子電池影響有了初步的了解，對大家入門會有一定的幫助，同時(shí)需要不斷總結(jié)，這樣才能提高專業(yè)技能，也歡迎大家來討論文章的一些知識點(diǎn)。