鋰離子電池在不同狀態參數和環境參數下都存在一個最優充電電流值，那么，從電池結構上看，影響這個最優充電值的因素都有什么？

 鋰離子電池是可充放電池，帶電離子在正負極之間運動，實現電荷轉移，給外部電路供電或者從外部電源充電。具體的充電過程中，外電壓加載在電池的兩極，鋰離子從正極材料中脫嵌，進入電解液中，同時出現多余電子通過正極集流體，經外部電路向負極運動；鋰離子在電解液中從正極向負極運動，穿過隔膜到達負極；經過負極表面的SEI膜嵌入到負極石墨層狀結構中，并與電子結合。在整個離子和電子的運行過程中，對電荷轉移出現影響的電池結構，無論電化學的還是物理的，都將對快速充電性能出現影響。

 鋰離子電池充電的時候，鋰離子向負極遷移。而快充大電流帶來的過高電位會導致負極電位更低，此時負極迅速接納鋰離子的壓力會變大，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問題。下面簡單對比一下市面上的幾種負極材料：

 1、石墨：目前市場上占有統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，以及石墨綜合的加工性能、能量密度方面都比較優秀，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，提高其結構穩定性，促進鋰離子在基上的擴散是重要要努力的方向。

 2、硬碳和軟碳類材料近年來也有不少的發展：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。

 3、鈦酸鋰如何？簡單說一下：鈦酸鋰的優點是功率密度高，較安全，缺點也明顯，能量密度很低，按Wh計算成本很高。因此關于鈦酸鋰離子電池的觀點是一種有用的在特定場合下有優勢的技術，但是關于很多對成本、續航里程要求較高的場合并不太適用。

 4、硅負極材料是重要的發展方向，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，仍是比較有挑戰性的工作。

 其次是隔膜隔膜：大電流工作對電池的安全、壽命提出了更高的要求。隔膜涂層技術是繞不開的，陶瓷涂層隔膜因為其高安全、可以消耗電解液中雜質等特性正在迅速推開，尤其關于三元電池安全性的提升效果格外顯著。陶瓷隔膜目前重要使用的體系是把氧化鋁顆粒涂布在傳統隔膜表面，比較新穎的做法是將固態電解質纖維涂在隔膜上，這樣的隔膜的內阻更低，纖維關于隔膜的力學支撐效果更優，而且在服役過程中其堵塞隔膜孔的傾向更低。涂層以后的隔膜，穩定性好，即使溫度比較高，也不容易收縮變形導致短路。

 再次是電解液：電解液關于快充鋰離子電池的性能影響很大。要保證電池在快充大電流下的穩定和安全性，此時電解液要滿足以下幾個特性：A)不能分解，B)導電率要高，C)對正負極材料是惰性的，不能反應或溶解。

 假如要達到這幾個要求，關鍵要用到添加劑和功能電解質。比如三元快充電池的安全受其影響很大，必須向其中加入各種抗高溫類、阻燃類、防過充電類的添加劑保護，才能一定程度上提高其安全性。而鈦酸鋰離子電池的老大難問題，高溫脹氣，也得靠高溫功能型電解液改善。

 最后是電池結構設計：典型的一個優化策略就是疊層式VS卷繞式，疊層式電池的電極之間相當于是并聯關系，卷繞式則相當于是串聯，因此前者內阻要小的多，更適合用于功率型場合。另外也可以在極耳數目上下功夫，解決電子遷移路徑問題，從而降低內阻和散熱問題。

 此外使用高電導的電極材料、使用更優質的導電劑和組合配方、涂布更薄的電極也都是可以考慮的策略?？傊?，影響電池內部電荷移動和嵌入電極孔穴速率的因素，都會影響鋰離子電池快速充電能力。