自1991年索尼將首款鋰離子電池商業化以來，鋰離子電池發展迅速，已經成為各種便攜式設備、電動汽車和電網存儲的首選電池技術。但是受限於鋰電池能量密度和充電時間，研究新型高能量密度材料和發展快充技術已成為電池研究的熱點和方向。
研究新型材料不是一朝一夕的事情，但是在現有的材料基礎上發展快充技術是目前可以突破的方向，我們來淺談一談電池的快充。
如何算是快充？或是如何評估電池的充放電速率？
這裡要提到一個概念：“C”率，又稱電池放電“C”倍率，表示電池放電的一種度量。電池的容量通常額定為1C，表示電池一小時完全放電的電流強度，即充滿電的電池應提供1小時的1A電流。相同的電池在0.5C 率下，提供500mA的電流達2小時，而在2C 率下提供2A的電流可以放電30分鐘。
簡而言之，充放電C率等於充放電電流和額定容量的比值。
數值越大，充電速度越快。
我們以1Ah(1000mAh)電池進行充電和放電時採用不同C率下的使用時間作為對比。
目前，電動汽車快充是指充電電流大於1.6C的充電方式，也就是從0%充電到80%時間小於30分鐘的技術。
那麼，在充電中，我們為什麼不增大電流從而縮短充電時間呢？
鋰離子電池通常包括石墨陽極，具有層狀，尖晶石或橄欖石結構的鋰金屬氧化物陰極，有機碳酸鹽和添加劑混合的液體電解質，以及銅/鋁集流體和多孔聚合物隔板。
鋰電池充放電過程中的離子流動，© Tomaszewska 等，org/10.1016/j.etran.2019.100011
當對鋰離子電池充電時，離子會從鋰金屬氧化物的陰極通過電解質移動到陽極，在石墨陽極上富集。放電時陽極上的鋰離子移動到陰極，形成電荷的轉移，完成一個充放電的週期。
若是在充電過程中，採用過大的電流荷載，鋰離子流動速率增大，富集在石墨陽極的鋰離子濃度升高，造成鋰離子沉積，形成樹枝狀晶體結構，這會刺穿隔膜並造成短路並可能導致電池失火爆炸。
所以對固定材質的鋰電池，鋰離子可以接受的最大充電電流取決於電池設計，也就是受電池材料成分（電極和電解質的固有特性）限制，以避免在陽極上鍍鋰並保持電池溫度在受控範圍內運行。
此外，考慮到鋰電池的使用週期，高C率的充放電會增加電池的損耗，降低電池使用壽命。
鋰離子能量電池在不同放電水平下的循環壽命
我們比較離子電池在1C, 2C, 3C 速率下充電和放電的循環壽命，C率越高，使用壽命越短。這是因為鋰離子電池在快中狀態下會形成沉積，導致電池壽命的縮短。
所以，在消費領域，僅在必要的時候進行快充，這也就是為什麼，你的快速充電器只將你的電池快充到70%和80%就降低了快充速率。
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