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缩短锂离子电池充电时间 快充技术优化方面

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。而真正的锂电池由于危险性大，很少应用于日常电子产品。

缩短充电时间的方式主要有以下三种：

电流恒定、增大电压：普通充电器电流维持在1A的条件下，将220V电压降至5V充电器电压，5V充电器电压再降到4.2V电池电压。当增大电压至9V时，理论上可以将充电时间压缩到50%，但缺点是会导致充电器、手机发热，损害电池。

电压恒定、增大电流：该技术在恒定的低电压条件下，通过增加多条并联电路，提高电流总和值。电路并联分流之后，每部分模块承担的子功率并不大，可以很好地控制电路散热，避免手机发烫。

电压、电流均提高：这种同时增大电流与电压的方式，虽然能带来可观的充电速度的提升，但电路热能损耗和寿命缩短也同样是大问题，该技术还需要进一步发展。

锂离子电池充电分为两个阶段：

先恒流充电，到接近终止电压时改为恒压充电。例一种800mAh容量的电池，其终止充电电压为4.2V。电池以800mA(充电率为1C)恒流充电，开始时电池电压以较大的斜率升压，当电池电压接近4.2V时，改成4.2V恒压充电，电流渐降，电压变化不大，到充电电流降为1/10-50C(各厂设定值不一，不影响使用)时，认为接近充满，可以终止充电(有的充电器到1/10C后启动定时器，过一定时间后结束充电)。

锂离子电池过度充放电会对正负极造成性损坏。过度放电导致负极碳片层结构出现塌陷，而塌陷会造成充电过程中锂离子无法插入；过度充电使过多的锂离子嵌入负极碳结构，而造成其中部分锂离子再也无法释放出来。

充电量等于充电电流乘以充电时间，在充电控制电压一定的情况下，充电电流越大(充电速度越快)，充电电量越小。电池充电速度过快和终止电压控制点不当，同样会造成电池容量不足，实际是电池的部分电极活性物质没有得到充分反应就停止充电，这种充电不足的现象随着循环次数的增加而加剧。

资料来源：科普中国

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