什么限制了锂离子电池的充电速度？
归根结底，还是材料和技术。锂离子电池充满电的过程是锂离子在正负极之间行进，通过携带和释放电子来实现锂电池的充放电功能。这需要一定的反应时间。充电太快会导致锂电池产生结晶的异常反应，如果在充电过程中充电速度超过电池的承受能力，会增加锂电池的内阻，使电池出现危险的过热。
在电池行业中，通常使用充放电率来描述充电速度和电流之间的关系。电池在1小时内充满电时的速率称为1C，仅用30分钟时的速率称为2C，以此类推，超过1C的称为快充。如今，锂离子电池的充电倍率一般可以达到1C-3C，有的甚至可以达到5C。但是，与10C的放电速率相比，它仍然要差得多。
除了最大充电倍率的瓶颈外，电池在不同SOC（State of Charge）下所能承受的充电倍率也不同。一般充电速率会遵循慢-快-慢的规律，当SOC达到90%以上时，电池的内阻会明显增加，这会减慢充电速率。
因此，如果您是电动汽车用户，并希望尽可能节省充电时间，请尽量不要使用低于10%的电量，充电时不必充满电，90%或更多或足以覆盖您下一次旅行的里程。
除了电池本身的瓶颈外，外围充电设备也有其自身的局限性。
理论上，可以通过增加电流来提高充电速度。但是，如果电流过大，锂离子在电池内部的扩散速度跟不上电子的扩散速度，这会导致电子-离子运行不同步，从而影响电池的性能，而可实现的充电容量会相应降低，甚至存在起火和爆炸的危险。因此，在不着急的情况下，我们建议使用慢速充电，这样有利于延长电池寿命，锂电池也更安全。在充电过程中，锂离子在锂电池内的扩散速率与温度、正极材料和结构密切相关。
首先，温度越高，扩散速度越快。但是，如果温度过高，也会导致电池寿命缩短、充电安全性降低等问题。如果温度过低，电池中的金属锂会沉积，这会导致电池内部短路，尤其是LiFePO4电池。通常，共用LiFePO4电池的容量在60 °C时仅为70-0%左右，在-20 °C时仅为40-20%。因此，在北方寒冷的冬天，电动汽车必须具有加热电池模块的功能，而且耗电速度明显更快。
第二个是材料。不同材料的扩散率差异很大。LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4、NCM、NCA等都是性能良好的正极材料。
锂离子电池的基本工作原理和结构
基本原理：正极发生还原反应，获得电子;负极发生氧化反应并失去电子。电子穿过负载，从负极流向正极，形成从正极到负极方向的电流。
1 （+1）价锂离子<—— （1-x） （+1/（1-x））价锂离子+ x （+1）价锂离子+ x电子。
假设x=0.5，我们得到：
1 （+1）价锂离子<——0.5 （+2）价锂离子+ 0.5 （+1）价锂离子+ 0.5个电子。
将两侧乘以2得到：
2 （+1）个价锂离子<——1 （+2）个价锂离子+ 1 （+1）个价锂离子+ 1个电子。
简化为：
1 （+1）价锂离子<—— 1 （+2）价锂离子+ 1个电子。
这个公式实际上描述了整个反应，而不是单个反应。
负极的锂原子失去电子并被氧化成（+1）价锂离子。电子从负极流入负载电路，锂离子通过电解液流向正极;
正极的磁芯是（+1/（1-x））价锂离子，负极的磁芯是锂原子，两者反应生成一个（+1）价锂原子，电子在氧化还原反应中的流动形成电流。
在锂电池制造过程中，总是需要物质来承载正极的锂离子和负极的锂原子，就像商品总是需要货架一样，那么锂离子的货架就是磷酸根离子，它与锂离子一起形成正极。负极的锂原子由多孔石墨等材料组成，反应后不会导致负极减少甚至消失。正极和负极之间是电解质和隔膜，不仅用于锂离子的流动，还用于隔离正负极以防止内部短路。
锂离子电池特性
用户最关心的锂离子电池的特点是容量，比如2000mAh，指的是锂离子电池在正常工作条件下可以释放的电量次数。
让我们看一下锂离子电池的规格表。这个电池比较重要的参数是：
容量：2000 mAh
充电截止电压：4.2 V
放电截止电压：2.5 V
最大充电电流：4000 mA
最大放电电流：20000 mA
简而言之，这一切都与电池容量和充电和放电有关。电池容量取决于负极可以释放多少电子以及正极可以接收多少电子。
为什么会有充电截止电压？
换句话说，过压充电的后果是什么？负极由石墨和锂原子组成。事实上，锂并不以原子的形式存在，而是以锂离子的形式与石墨共存。过压充电后，锂离子会析出成结晶锂，结晶锂不能参与充放电，会降低电池容量。
为什么会有放电截止电压？
换句话说，过电压放电的后果是什么？过放电后，负极中的大量锂离子流向正极，导致石墨空虚，部分区域塌陷。塌陷的区域无法再储存锂离子，这也会降低电池容量。
欢迎与我们讨论锂电池制作，我们的电子邮件sales08@sztaipu.com。
