限制锂离子电池的充放电倍率性能原因重要是什么

锂离子电池的充放电倍率性能，与锂离子在正负极、电解液、以及他们之间界面处的迁移能力直接相关，一切影响锂离子迁移速度的因素（这些影响因子也可等效为电池的内阻），都会影响锂离子电池的充放电倍率性能。此外，电池内部的散热速率，也是影响倍率性能的一个重要因素，假如散热速率慢，大倍率充放电时所积累的热量无法传递出去，会严重影响锂离子电池的安全性和寿命。因此，研究和改善锂离子电池的充放电倍率性能，重要从提高锂离子迁移速度和电池内部的散热速率两个方面着手。

1.锂离子电池的内阻

一般在正极活性物质内部会添加导电剂，从而降低活性物质之间、活性物质与正极基体/集流体的接触电阻，改善正极材料的电导率（离子和电子电导率），提升倍率性能。不同材料不同形状的导电剂，都会对锂离子电池的内阻出现影响，进而影响其倍率性能。

正负极的集流体（极耳）是锂离子电池与外界进行电能传递的载体，集流体的电阻值对电池的倍率性能也有很大的影响。因此，通过改变集流体的材质、尺寸大小、引出方式、连接工艺等，都可以改善锂离子电池的倍率性能和循环寿命。

此外，隔离膜的吸液率和孔隙率也对锂离子的通过性有较大的影响，也会一定程度上影响锂离子电池的倍率性能（相对较小）。

锂离子电池电解质与正负极材料的浸润程度，会影响电解质与电极界面处的接触电阻，从而影响电池的倍率性能。电解质的总量、粘度、杂质含量、正负极材料的孔隙等，都会改变电解质与电极的接触阻抗，是改善倍率性能的重要研究方向。

2.电解质的离子电导率

电解质的离子电导率如同水的阻力相同，对锂离子游泳的速度有非常大的影响。目前锂离子电池所采用的有机电解质，不管是液体电解质，还是固体电解质，其离子电导率都不是很高。电解质的电阻成为整个电池电阻的重要组成部分，对锂离子电池高倍率性能的影响不容忽视。

除了提高电解质的离子电导率之外，还要着重关注电解质的化学稳定性和热稳定性。在大倍率充放电时，电池的电化学窗口变化范围非常宽，假如电解质的化学稳定性不好，容易在正极材料表面氧化分解，影响电解质的离子电导率。

3.正、负极的锂离子电池扩散能力

锂离子电池在正/负极活性物质内部的脱嵌和嵌入的速率，也就是锂离子从正/负极活性物质里面跑出来的速度，或者从正/负极表面进入活性物质内部找个位置安家的速度到底有多快，这是影响充放电倍率的一个重要因素。

影响锂离子电池高倍率充放电性能的因素：

容量，容量保持能力差是锂离子电池负极在高倍率充放过程中的最大问题，这重要与电极材料的结构、颗粒大小、电极导电性和电极表面SEI膜的稳定性等因素有关。