背景简介相比于传统的燃油车，里程焦虑、充电时间长等问题成为阻碍电动汽车发展的主要问题。
因此，快速充电(Fast Charging)能力的提升成为电池厂商和整车厂普遍的发展目标。
但是，研究表明低温、大倍率充电会引起电池的容量与输出功率等性能加速衰减；另一方面，电池在充电期间产生的大量热难以均匀、有效地散去，也会引起衰减加速以及其他安全问题。
图1展示了从原子层级到车用系统层级下影响锂离子电池快速充电的因素。
图 1 不同层级下影响锂离子电池快速充电的因素对于终端用户充电的基本诉求：1）充电要快2）不要影响电芯寿命3）尽量省钱，充电机放出来多少电，尽量都充到我的电池里。
什么是快充所谓快充就是在很短的时间内给电池以最快的充电速度，将电池电量充至满电或者接近满电的充电方法，但是需要保证锂离子电池能够达到规定的循环寿命、相关安全性能以及电性能。
美国先进电池联盟（United States Advanced Battery Consortium, USABC）对快充动力电池提出了具体指标，要求在15 min 内充满电池总电量的 80%。
对于要求里程为 400 km 的电动汽车而言，至少需要 320 kW 的充电功率为 100 kW·h 的电池包进行快速充电才 能满足 USABC 的标准要求。
电池快速充电的原理理想的电池应表现出长寿命、高能量密度和高功率密度特性，以在任何地点任何温度下都能够快速充电和补电以从而满足电动汽车长距离行驶的要求。
但是，这些物理特性之间存存在trade-off关系，材料和设备的温度的影响决定了电池的使用阈值。
温度下降时，充电速率和最大电压都应减小以确保安全性，这使得温度成为快充的关键限制因素。
其中，随着温度降低，析锂的风险会显著增加。
尽管很多研究者指出析锂常发生于温度低于25℃，但在高温尤其是充电倍率高、能量密度高时也容易发生。
此外，快充效率和温度关系也十分密切，50kW的充电桩在25℃的充电效率为93%，但在-25℃的充电效率低至39%，这主要是因为BMS在低温下会限制额定功率。
常见的锂离子电池主要由石墨负极、锂金属氧化物正极、电解液、集流体、多孔隔膜构成。
如图2所示，充电时Li+从正极经过电解液传输到负极，其中主要的传输路径有：1）经过固态电极；2）经过正负极的电极/电解质界面；3）经过电解液，包括Li+的溶剂化和去溶剂化。
但电池的不当使用条件往往会引起一系列影响性能和寿命的副反应。
此外，充放电倍率，电池内阻和电池极化等都会影响电池的热特性，如增加产热，降低充电效率和安全性等。
图 2 锂离子传输示意图 a)充电，b)放电大量研究表明正极的衰减和正极CEI膜的增长对传统锂离子系统的快充速度没有影响，因此负极成为充电过程中的主要关注对象。
特定情况下，锂金属可能会持续析出成锂枝晶，甚至会刺穿隔膜造成内短路。
影响锂沉积和沉积结构的因素包括锂离子在负极的扩散速率，负极界面处的电解液浓度梯度，集流体的金属盐沉积和电极/电解质界面的副反应。
研究表明，析锂时负极的表现可以归结于析锂一开始的电流对负极面密度内阻的影响。
通过电池设计降低负极内阻，对提高电池的快充能力十分重要。
此外，温度影响也十分重要，过低或过高的温度都会被认为对电池不利，但快充时电池温度较高会有利于自身的平衡，尤其对于高比能量电池。
电极厚度对充电性能的影响也需要被关注。
薄电极常被认为可以进行理想的锂离子传输，当电极增厚时，在电极/电解质界面保证足够的锂离子浓度以维持过电位稳定并减少析锂的可能变得很重要。
厚电极电池在快充过程中，锂盐可能会在集流体处沉积，导致电极利用的不平衡以及隔膜负极的电流密度的增加。
衰减影响4.1）温度影响锂离子电池的产热可分为可逆和不可逆过程。
其中不可产热Qirr的表达式如下：U为开路电压,Vbat为电池电压,I为电流(充电时)。
大部分的不可逆热来自内阻产热：其中R为电池内阻。
焦耳热与电流的平方成正比，因此快充时电流增大，不可逆热会显著增加。
可逆热Qrev
