鋰離子電池發(fā)展中的快速充電

　　急速(Fast)和快速(quick)這樣的詞匯帶有非常主觀的意思。比如，有一次我去看醫(yī)生比往常到得要早些，接待員說我來得早，可以很快看完病離開。真好，我預(yù)計(jì)能夠及時(shí)回去工作，還能趕上一場(chǎng)我原本以為已經(jīng)趕不上的會(huì)。在看完一本《人車志》和一本兩年前的《國(guó)家地理》雜質(zhì)后，我才被叫到就診室。

　　在看醫(yī)生之前，我甚至還有時(shí)間看完了兩本去年的《公路與賽道》(Road&Track)雜志。這么長(zhǎng)時(shí)間足夠開完會(huì)了……。當(dāng)我向接待員提出這次看病似乎比我預(yù)計(jì)的時(shí)間要長(zhǎng)時(shí)，她說這已經(jīng)是夠快的了。好吧，可能我的預(yù)估是急速，而最終結(jié)果是快速。我認(rèn)為這其實(shí)就是慢速。

　　在鎳鎘電池為大多數(shù)便攜式電子產(chǎn)品的充電電池的時(shí)代，我們對(duì)不同的充電速度有著不同的術(shù)語(yǔ)，對(duì)其做了清晰的定義。在“標(biāo)準(zhǔn)”充電速度C/10下，電池從沒電到滿格需要大約12小時(shí)。該速率下電池不需要充電終止功能。然后是“快速”充電C/3，從沒電到滿格將近4小時(shí)，其需要充電終止。最后是“急速”充電C/2至C，C速率下電池充滿只需1小時(shí)多一點(diǎn)的時(shí)間。該充電速率需要終止功能，而且通常在進(jìn)入維持充電模式之前需要加足充電。

　　隨著鋰離子電池成為便攜式充電電源的首選，快速充電現(xiàn)已成為創(chuàng)新的好領(lǐng)域。設(shè)備向智能手機(jī)和平板電腦的轉(zhuǎn)變平添了更多挑戰(zhàn)。一個(gè)比較極端的實(shí)例是我正在考慮的三星最新平板電腦NotePro12.2。該平板電腦采用9500mHr電池，配套提供2A充電器。這就意味著如果用戶不插電源使用一整天，肯定會(huì)充電一整夜。目前從評(píng)論來看，我應(yīng)該使電池工作10小時(shí)以上，才算滿意。

　　回到這類設(shè)備的快速充電問題上來，需要設(shè)定消費(fèi)者預(yù)期。“快速”或“急速”這樣的術(shù)語(yǔ)可以用來設(shè)定預(yù)期。圖1是在不同最大充電電流下從不同電量狀態(tài)(SOC)到充滿電所需的時(shí)間。從圖中可以看出，當(dāng)從75%的SOC開始充電時(shí)，使用2A或3A容量的適配器其實(shí)無所謂。充滿電需要1.2小時(shí)多一點(diǎn)的時(shí)間。這是因?yàn)樵诤愣妷耗Ｊ较鲁潆姟Ｒ虼?，如果消費(fèi)者期望使用急速或快速充電器更快將電池充滿電，他們就會(huì)感到很失望。

　　然而，如果從空電量開始充電，那么2A與3A充電速率之間有大約20分鐘的差別。這完全在于預(yù)期的設(shè)定。在一篇Botsford和Szczepanek撰寫的論文中，他們提供了慢速、快速、較快速(rapid)和急速充電的參數(shù)。盡管這篇論文是關(guān)于電動(dòng)汽車的，但指出了對(duì)這些術(shù)語(yǔ)一致的定義。在這篇文章中，快速慢于較快速，而較快速則慢于急速。這與其它的電池充電術(shù)語(yǔ)是一致的。

　　圖1.從不同電量狀態(tài)到充滿電所需的時(shí)間與最大充電電流的對(duì)比

　　該論文例舉了加州空氣資源局(ARB)的指令。指令要求急速充電器在充電十分鐘后能帶來100英里的行駛里程。當(dāng)然，這意味著汽車要有能夠行駛100英里以上里程的電池。

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