快充型锂离子电池设计策略

什么是快充？

通俗来讲就是很短时间内将电芯电量充满或者接近满电的状态。

设计快充型电芯思路

要设计快充型电芯，首先要清楚Li离子在电池内部的迁移路径。

其迁移路径为：
Li+在正极材料中脱出。
Li+在电解液中迁移。
Li+透过隔膜。
Li+嵌入负极。
Li+在负极材料内部扩散。

了解了Li+的基本迁移路径之后，就要想办法提升Li的迁移速率。
从正极材料端：选取小粒径，并对正极材料进行一定的表面包覆，改善材料的界面性能。以此来减小极化效应。
从负极材料端：石墨层间距较小，Li+的扩散速率较低，且结构决定Li+必须从端面进入，继而扩散至电芯内部，扩散路径变长。因此我们可以选取小颗粒石墨，并进行软硬碳包覆，在石墨表面形成无定形的碳层，改善Li+扩散速率，提高快充能力。
电解液：可以采取高浓度，高电导率，低黏度的电解液以此提升快充性能。
隔膜：可以采取相对较薄的，高孔隙率隔膜以此降低欧姆内阻和极化内阻。
集流体：集流体可选择相对金属层较厚，并带有一些特殊涂层的，来降低欧姆内阻与极化。
结构设计：结构设计上可以采取叠片形式，或多极耳，全极耳工艺，来增加过流导流能力。
其他方面：优化导电剂网络，粘结剂比例等。并结合一些高压过充技术来提升快充能力。

当然在注重Li+迁移速率的同时，也需要注意析锂情况。并且也需要保证电子的转移速率，避免发生电化学极化和浓差极化现象。