电池材料技术的革新推动快充技术发展

　　OPPO在MWC（世界移动通讯大会）发布了一项全新的电池技术—Super VOOC，宣告手机电池即将从现在“充电5分钟，通话2小时”进入“通话10小时”的时代。大会上，OPPO展示了一段视频：约10分钟的时间内， “Super VOOC超级闪充”便将2500mAh容量电池的手机从5%充到100%，广大手机用户直呼“黑科技”，“屌爆了”。

　　

　　图1 Super VOOC，VOOC和普通充电效果对比

　　首先，了解锂电池手机充电的三个阶段（图2）：恒流预充电（CCPre-charge）、大电流恒流充电（CC Fast Charge）和恒压充电（CV）。手机电量耗光之后电压降低，当低于一定数值时充电器会使用比较低的电流对锂电池进行预充电。经过一段时间，锂电池电压高于预定数值后，就进入第二个阶段大电流恒流充电，此时适当加大电流可以加快充电速度，具体过程可以参考下图。

　　

　　图2 锂电池充电过程

　　当然了，OPPO VOOC技术在电源充电器中采用了两个核心技术：一是分段充电电流控制，另外一个是充电线缆和电池的多线路设置。同时，还需要对电池的原材料（电芯和保护电路PCM板等）进行优化选择，让电池本身能够接受这么大的电流。

　　为了进一步了解快充是什么，我们需要知道传统锂电池充电的原理。锂电池充电原理即为充放电原理。传统的锂电池充放电过程（图3）：

　　充电过程：正极上锂离子生成—锂离子经电解液运动到负极—锂离子嵌入到负极的石墨碳层的微孔中—嵌入的锂离子越多充电容量越高。

　　放电过程：锂离子脱离负极石墨碳层—运动回正极—正极锂离子越多放电容量越高。

　　图3 锂离子电池基本组成

　　锂离子电池内部需要包括几种基本材料（图4）：正极（阴极）活性物质、负极（阳极）活性物质、隔离膜、电解液、包装材料、导电端子和保护电路等。目前，正极材料包括活性成分（钴酸锂（LCO）、三元（NCM）、锰酸锂（LMO）和磷酸铁锂（LFP）等）、集流体（铝箔）、导电剂（导电碳黑）和粘结剂等；负极材料包括活性物质（石墨、硬碳、嵌锂合金等）、集流体（铜箔）、导电剂（导电碳黑）和粘结剂等；隔离膜主要有PE或PP或PP/PE/PP膜等；电解液主要由锂盐溶、溶剂（主要是碳酸酯类）和添加剂组成；包装材料主要有钢壳、铝壳和软包铝塑膜等；电池的导电端子主要是Al和Ni片。