文档介绍：1 充电 5 分钟,通话 10 小时?从快充技术谈谈锂电池的材料发展 201 6年2月, OPP O在 MWC( 世界移动通讯大会) 发布了一项全新的电池技术— Super VOOC 。近 10 分钟就可将一部手机电池充满! 手机电池即将从现在”充电 5 分钟, 通话 2 小时“进入”通话 10 小时“的时代。大家看到 OPPO 展示的“ Super VOOC 超级闪充”功能, 一段在10 分钟左右时间就把 2500mA h 容量电池的手机从 5% 充到 100% 的视频让很多人大呼黑科技,广大手机用户发现“屌爆了“。图1 Super VOOC , VOOC 和普通充电效果对比首先,了解锂电池手机充电的三个阶段(图 2) :恒流预充电(CC Pre-charge) 、大电流恒流充电(CC Fast Charge) 和恒压充电(CV) 。手机电量耗光之后电压降低,当低于一定数值时充电器会使用比较低的电流对锂电池进行预充电。经过一段时间, 锂电池电压高于预定数值后, 就进入第二个阶段大电流恒流充电, 此时适当加大电流可以加快充电速度, 具体过程可以参考下图。图2 锂电池充电过程当然了, OPPO VOOC 技术在电源充电器中采用了两个核心技术: 一是分段充电电流控制,另外一个是充电线缆和电池的多线路设置。另外,需要在电池的原材料( 电芯和 2 保护电路 PCM 板等) 进行优化选择让电池本身能够接受这么大的电流。为了进一步了解快充是什么, 需要知道传统锂电池充电的原理。锂电池充电原理即为充放电原理。传统的锂电池充放电过程(图 3): (1) 充电过程:正极上锂离子生成—锂离子经电解液运动到负极—锂离子嵌入到负极的石墨碳层的微孔中—嵌入的锂离子越多充电容量越高。(2) 放电过程: 锂离子脱离负极石墨碳层—运动回正极—正极锂离子越多放电容量越高。图 3 锂离子电池基本组成锂离子电池内部需要包括几种基本材料(图 4) :正极( 阴极) 活性物质、负极( 阳极)活性物质、隔离膜、电解液、包装材料、导电端子和保护电路等。由于锂元素具有较高活性, 易氧化和还原,可实现电能和化学能相互转换。因此, 锂元素是做电池正极的优选材料。目前,正极材料包括活性成分( 钴酸锂(LCO) 、三元(NCM) 、锰酸锂(LMO) 和磷酸铁锂(LFP )等) 、集流体( 铝箔)、导电剂( 导电碳黑) 和粘结剂等;负极材料包括活性物质(石墨、硬碳、嵌锂合金等) 、集流体( 铜箔) 、导电剂( 导电碳黑) 和粘结剂等;隔离膜主要有 PE或 PP或 PP/PE/PP 膜等; 电解液主要有锂盐溶、溶剂( 主要是碳酸酯类) 和添加剂组成;包装材料主要有钢壳、铝壳和软包铝塑膜等;电池的导电端子主要是 Al和 Ni 片。那从电芯材料方面在快充技术方面又是如何发展呢?电池要实现快速充电功能,解决的方向就是如何实现锂离子在电池中快速的嵌入和嵌出, 需要降低充放电过程中的阻力,从而提高锂离子的嵌出和嵌入速度。 3 图4 锂离子电池材料组成下面将从电芯几个主材、电芯设计和保护板等方面进行阐述。(1) 正极材料图5 锂离子电池正极材料形貌常用正极材料具有本征导电率低等问题, 那为了实现快充功能, 需要选用小颗粒具有优良的导电性能的材料( 导电剂包覆钴酸锂等), 缩短充放电过程中锂离子的迁移路径, 提高迁移速率,