快速充电被认为是电动汽车获得广泛经济成功的关键要求。目前的锂离子电池(LIB)提供了高能量密度,可提供足够的行驶里程,但充电时间比传统车辆长得多。应用的阳极、阴极和电解质材料的多种特性影响电池的快速充电能力。
快速充电是指充电电流大于0.1C的充电方式,这种充电方式对于单个锂电池来说,对寿命与稳定性等的影响非常小;但是如果对于电瓶车电池组来说的话,快充就是用时间换取电池寿命的一种行为。
鉴于快速充电的研究,有几个关键步骤被确定为速率限制:
a)锂离子在阳极活性材料中的扩散,
b)锂离子在阴极活性材料(CAM)中的扩散,
c)锂离子在电解质相(液体或固体)中的输运,以及
d)相边界处的电荷转移动力学。
在这种情况下,将电荷转移定义为电解质和电极之间的整个传输过程,因此它包括液体电解质的去溶剂化、电解质-电极界面上的实际电荷转移,以及存在界面时离子通过该界面的传输,这分别伴随着电解质-界面和界面-电极边界的两个电荷转移过程。在隔膜内,电解液中锂离子传输的影响很小,但在多孔电极内,锂离子传输对给定电池的快速充电能力起主要作用。