快充电池危害有哪些又有什么可以改善的方法？

快充技术会导致电池的电极粉化破碎，电极的粉化和破碎是锂离子电池常见的现象，在NCM、NCA和Si负极中我们都观察到这一现象，电极的粉化和破碎导致的活性物质损失是锂离子电池衰降的常见机理。作者根据从微观到宏观的尺度变化，将粉化和破碎现象分为以下几类：1）活性物质颗粒内部的裂纹；2）活性物质颗粒与导电剂、粘结剂分离；3）电极与集流体之间的剥离。

导致电极粉化和破碎的原因主要是快充导致的电池内部的Li浓度的变化，在快充的过程中由于脱Li和嵌Li速度较快，因此会在正极和负极内部都会产生较为显著的Li浓度梯度，从而导致锂离子电池内部的应力分布不均，进而导致了活性物质颗粒的破碎，电极的剥离等现象，引起活性物质的损失。

如何改善电池的快充电池性能

正负极活性物质的选择

传统的锂离子电池以石墨为负极活性物质，石墨的嵌锂电位与金属Li接近，因此在大电流充电的过程中非常容易出现析锂的问题，有研究表明在石墨负极表面包覆一层1%的Al2O3能够将石墨负极在4000mA/g的大电流密度下的容量提升到337.1mAh/g。此外，Li4Ti5O12材料虽然容量较低，但是其快充性能非常优异，并且具有非常好的循环稳定性，同时其较高的电位也让负极析锂的风险几乎不存在，非常适合作为快充锂离子电池的负极材料。

除了负极材料的选择，负极/电解液界面的改造也是提升锂离子电池快充性能的有效方法，石墨表面包覆无定形碳、金属包覆和掺杂（如Cu和Sn）等都是改善石墨负极快充性能的有效方法。同时石墨材料的晶体结构也会对其倍率性能产生显著的影响，研究表明中间相的软碳的快充性能要明显好于中间相石墨和硬碳材料。

电极结构设计

除了材料的选择之外，如何进行电极设计也对电池的快充性能有显著的影响，例如研究表明提升电极的孔隙率能够有效的提升电池的快充性能，同时提高N/P比也能够有效的减少负极析锂的风险，提升电池的倍率性能。

电池结构设计

除了电极的结构设计，锂离子电池的结构设计也对锂离子电池的快充性能有显著的影响，极耳的位置、材料、结构和焊接方式的选择都会影响电池内部电流的分布，同时电池的形状也会影响电池内部温度的分布，进而影响锂离子电池内部电流的分布，不均匀的电流分布更容易引起电池极化增加，导致局部析锂，从而影响电池快充性能。

电池组的设计

虽然对于锂离子电池快充性能的研究比较多，但是对于电池组快充性能的研究仍然比较少，有研究显示日产聆风电动汽车的电池组在2C倍率充电时，衰降速度要远远快于采用同样充电速度的单体电池，研究显示这主要是电池组内部的单体电池之间的积累的偏差导致的，因此电池组快充性能的提升不但需要高性能的单体电池，还对电池组的充电管理和热管理系统提出了非常高的要求。