快充，對電池各部分的要求

關于電池來說，假如要提升功率性能，要在電池整體的各個環(huán)節(jié)中都下功夫，重要包括正極、負極、電解液、隔膜和結構設計等。

正極

實際上，各種正極材料幾乎都可以用來制造快充型電池，重要要保證的性能包括電導(減少內阻)、擴散(保證反應動力學)、壽命(不要解釋)、安全(不要解釋)、適當?shù)募庸ば阅?比表面積不可太大，減少副反應，為安全服務)。當然，關于每種具體材料要解決的問題可能有所差異，但是我們一般常見的正極材料都可以通過一系列的優(yōu)化來滿足這些要求，但是不同材料也有所差別：

A、磷酸鐵鋰可能更側重于解決電導、低溫方面的問題。進行碳包覆，適度納米化(注意，是適度，絕對不是越細越好的簡單邏輯)，在顆粒表面處理形成離子導體都是最為典型的策略。

B、三元材料本身電導已經比較好，但是其反應活性太高，因此三元材料少有進行納米化的工作(納米化可不是什么萬金油式的材料性能提升的解藥，尤其是在電池領域中有時還有好多反用途)，更多在重視安全性和抑制(與電解液的)副反應，畢竟目前三元材料的一大命門就在于安全，近來的電池安全事故頻發(fā)也對此方面提出了更高的要求。

C、錳酸鋰是則關于壽命更為看重，目前市面上也有不少錳酸鋰系的快充電池。

負極

鋰離子電池充電的時候，鋰向負極遷移。而快充大電流帶來的過高電位會導致負極電位更負，此時負極迅速接納鋰的壓力會變大，生成鋰枝晶的傾向會變大，因此快充時負極不僅要滿足鋰擴散的動力學要求，更要解決鋰枝晶生成傾向加劇帶來的安全性問題，所以快充電芯實際上重要的技術難點為鋰離子在負極的嵌入。

A、目前市場上占有統(tǒng)治地位的負極材料仍然是石墨(占市場份額的90%左右)，根本原因無他便宜(你們天天嫌電池貴，嘆號！)，以及石墨綜合的加工性能、能量密度方面都比較優(yōu)秀，缺點相對較少。石墨負極當然也有問題，其表面關于電解液較為敏感，鋰的嵌入反應帶有強的方向性，因此進行石墨表面處理，提高其結構穩(wěn)定性，促進鋰離子在基上的擴散是重要要努力的方向。

B、硬碳和軟碳類材料近年來也有不少的發(fā)展：硬碳材料嵌鋰電位高，材料中有微孔因此反應動力學性能良好；而軟碳材料與電解液相容性好，MCMB材料也很有代表性，只是硬軟碳材料普遍效率偏低，成本較高(而且想像石墨相同便宜恐怕從工業(yè)角度上看希望不大)，因此目前用量遠不及石墨，更多用在一些特種電池上。

C、有人會問筆者鈦酸鋰如何。簡單說一下：鈦酸鋰的優(yōu)點是功率密度高，較安全，缺點也明顯，能量密度很低，按Wh計算成本很高。因此作者關于鈦酸鋰離子電池的觀點一直是：是一種有用的在特定場合下有優(yōu)勢的技術，但是關于很多對成本、續(xù)航里程要求較高的場合并不太適用。

D、硅負極材料是重要的發(fā)展方向，松下的新型18650電池已經開始了對此類材料的商用進程。但是如何在納米化追求性能與電池工業(yè)關于材料的一般微米級的要求方面達到一個平衡，仍是比較有挑戰(zhàn)性的工作。