鋰電池的充電方法有很多種，針對快速充電的要求，其主要方法包括脈沖充電、Reflex充電，和智能充電。不同的電池類型，其適用的充電方式也不完全相同，在方法這節(jié)不做具體區(qū)分。

脈沖充電

這是來自文獻中的一個脈沖充電方式，其脈沖階段設置在充電觸及上限電壓4.2V以后，并在4.2V以上持續(xù)進行。暫且不提其具體參數(shù)設置的合理性，不同類型電芯存在差異。我們關注一下脈沖實施過程。

下面是脈沖充電曲線，主要包括三個階段：預充、恒流充電和脈沖充電。在恒流充電過程中以恒定電流對電池進行充電，部分能量被轉移到電池內(nèi)部。當電池電壓上升到上限電壓(4.2V)時，進入脈沖充電模式：用1C的脈沖電流間歇地對電池充電。在恒定的充電時間Tc內(nèi)電池電壓會不斷升高，充電停止時電壓會慢慢下降。當電池電壓下降到上限電壓(4.2V)后，以同樣的電流值對電池充電，開始下一個充電周期，如此循環(huán)充電直到電池充滿。

在脈沖充電過程中，電池電壓下降速度會漸漸減慢，停充時間T0會變長，當恒流充電占空比低至5%～10%時，認為電池已經(jīng)充滿，終止充電。與常規(guī)充電方法相比，脈沖充電能以較大的電流充電，在停充期電池的濃差極化和歐姆極化會被消除，使下一輪的充電更加順利地進行，充電速度快、溫度的變化小、對電池壽命影響小，因而目前被廣泛使用。但其缺點很明顯：需要一個有限流功能的電源，這增加了脈沖充電方式的成本。

間歇充電法

鋰電池間歇充電法包括變電流間歇充電法和變電壓間歇充電法。

1)變電流間歇充電法

變電流間歇充電法是由廈門大學陳體銜教授提出來的，它的特點是將恒流充電改為限壓變電流間歇充電。如下圖所示，變電流間歇充電法的第一階段，先采用較大電流值對電池充電，在電池電壓達到截止電壓V0時停止充電，此時電池電壓急劇下降。保持一段停充時間后，采用減小的充電電流繼續(xù)充電。當電池電壓再次上升到截止電壓V0時停止充電，如此往復數(shù)次(一般約為3～4次)充電電流將減小設定的截止電流值。然后進入恒電壓充電階段，以恒定電壓對電池充電直到充電電流減小到下限值，充電結束。

變電流間歇充電法的主充階段在限定充電電壓條件下，采用了電流逐漸減小的間歇方式加大了充電電流，即加快了充電過程，縮短了充電時間。但是這種充電模式電路比較復雜、造價高，一般只有在大功率快充時才考慮采用。

2)變電壓間歇充電

在變電流間歇充電法的基礎上，有人又研究了變電壓間歇充電法。兩者的差異就在于第一階段的充電過程，將間歇恒流換成間歇恒壓。比較上面圖(a)和圖(b)，可見恒壓間歇充電更符合最佳充電的充電曲線。

在每個恒壓充電階段，由于電壓恒定，充電電流自然按照指數(shù)規(guī)律下降，符合電池電流可接受率隨著充電的進行逐漸下降的特點。

Reflex快速充電法

Reflex快速充電方法，又被稱為反射充電方法或“打嗝”充電方法。該方法的每個工作周期包括正向充電、反向瞬間放電和停充3個階段。它在很大的程度上解決了電池極化現(xiàn)象，加快了充電速度。但是反向放電會縮短鋰電池壽命。

在每個充電周期中，先采用2C的電流充電時間為10s的Tc，然后停充時間為0.5s的Tr1，反向放電時間為1s的Td，停充時間為0.5s的Tr2，每個充電循環(huán)時間為12s。隨著充電的進行，充電電流會逐漸變小。

智能充電法

智能充電是目前較先進的充電方法，如下圖所示，其主要原理是應用du/dt和di/dt控制技術，通過檢查電池電壓和電流的增量來判斷電池充電狀態(tài)，動態(tài)跟蹤電池可接受的充電電流，使充電電流自始自終在電池可接受的最大充電曲線附近。這類智能方法，一般結合神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊控制等先進算法技術，實現(xiàn)系統(tǒng)的自動優(yōu)化。

充電方式對充電速率影響的實驗數(shù)據(jù)

文獻比較了恒流充電方法和一種反向脈沖充電。恒流充電就是整個充電過程中以恒定不變的電流對電池進行充電充。恒流充電初期，可以有大電流充電，但隨著時間的推移，極化電阻逐漸顯現(xiàn)并增加，造成更多的能量轉化成熱量，消耗掉并使得電池溫度逐漸上升。

恒流充電與脈沖充電的比較

脈沖充電方法，是以一段時間的充電之后，出現(xiàn)短暫的反向充電電流。其基本形式如下圖所示。充電過程中夾雜短暫的放電脈沖，起到去極化的作用，降低極化電阻在充電過程中造成的影響。

有研究專門對比了脈沖充電與恒流充電的效果差異性。取平均電流為1C，2C，3C和4C(C為電池額定容量數(shù)值)，分別做了4組對比實驗，通過電池充完后放出的電量來衡量實際充入的電量下。圖為充電電流為2C時脈沖充電的電流及電池端電壓波形。表1為恒流脈沖充電實驗數(shù)據(jù)。脈沖周期為1s，正脈沖時間為0.9s，負脈沖時間為0.1s。

Ichav為充電平均電流，Qin為充入電量;Qo為放出電量，η為效率。

從上表中的實驗結果可以看到，恒流充電與脈沖充電效率近似，脈沖略低于恒流，但充入電池的總電量，脈沖方式明顯多于恒流方式。

不同脈沖占空比對脈沖充電的影響

脈沖充電中的負電流放電時間對充電快慢有，一定影響，放電時間越長，充電越慢;保持相同平均電流充電時，放電時間越長。從下表可以看出，不同占空比對效率和充入電量有明確的影響趨勢，但數(shù)值差異不是很大。與此相關的，還有兩個重要參數(shù)，充電時間和溫度沒有顯示。

因此，選擇脈沖充電優(yōu)于持續(xù)恒流充電，具體選擇占空比，則需要重點考慮電池溫升和充電時間訴求。

每一種鋰電池在不同狀態(tài)參數(shù)和環(huán)境參數(shù)下都存在一個最優(yōu)充電電流值，那么，從電池結構上看，影響這個最優(yōu)充電值的因素都有哪些。