关于电动汽车的电池充电技术

随着动力电池能量密度的不断提升和成本的不断降低，电动汽车的续航里程也在不断增加，今年推出的电动汽车的续航里程普遍超过400km，部分中高端车型续航里程达到500km以上，基本上满足日常通勤需求。因此充电速度也就成为了新能源汽车推广应用的主要障碍，缩短充电时间能够更好的提升电动汽车的使用体验，对于推广电动汽车具有重要的意义。

减少电动汽车的充电时间通常有两种措施：1）一种是通过提升充电速度，缩短充电所需的时间，这也是目前多数新能源汽车所采用的策略；2）第二种是通过更换电池组的方式将空电的电池组快速更换为满电电池组，这种策略通常会应用在出租车等营运车辆上。

提升充电速度虽然会带来充电时间上的缩短，但是过高的充电速度也会导致电池的衰降速度加快，影响电动汽车的使用寿命。近日，英国帝国理工大学的Anna Tomaszewska（第一作者，通讯作者）、Xuning Feng（通讯作者）和清华大学的欧阳明高院士等从材料层面到系统层面全方位的对锂离子电池快充的影响因素、衰降机理和解决方法进行了回顾和综述。

锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液等部分构成，在充电的过程中Li+从正极脱出，经过电解液扩散到负极，因此整个过程中可能影响锂离子电池充电速度的因素主要有3个：1）Li+在固相中的扩散；2）Li+在固/液界面反应；3）Li+在电解液中的扩散，包括溶剂化和去溶剂化。在快速充的过程中正极衰降和正极界面膜（CEI）的生长通常不是限制因素，而负极由于动力学条件相对比较差，因此在快速充电的过程中容易发生析锂，进而减少负极可供Li+嵌入的有效面积，造成电池性能的劣化。