高倍率電池的特種應(yīng)用,，主要是針對便攜裝備二次用電等待時間較長、電池資源浪費,、快速反應(yīng)能力受制約等現(xiàn)狀展開的,。可高倍率充電鋰離子電池的使用有良好的潛力和前景,，但應(yīng)兼顧現(xiàn)行體制,，在鞏固現(xiàn)役鋰離子電池性價比、電路控制,、安全性,、高低溫充放電和循環(huán)壽命等優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，合理穩(wěn)妥地實現(xiàn)高倍率充電,。

　　鋰離子電池逐漸成為各國使用的主要電池,。高倍率鋰離子電池不但降低了約1/3的設(shè)備負重，提高靈活性和機動性,，還可將設(shè)備的工作時間延長2~3倍,，最大限度地保障了野外任務(wù)完成的時效性和可靠性。

　　高倍率鋰離子電池的充電時間(2~4h),，雖然短于鎘鎳,、氫鎳及鉛酸電池(5~7h)，但仍不能滿足戰(zhàn)爭狀態(tài)下應(yīng)急的需要,。美軍在伊拉克戰(zhàn)爭中普遍使用一次電池,，避免充電問題，當天作戰(zhàn)任務(wù)完成后,，舊電池全部丟棄,，換上新電池,，導(dǎo)致戰(zhàn)爭期間電池的后勤保障強度比彈藥還大。為了滿足戰(zhàn)時裝備再充電等待時間(5~30min)的需要,，理論上可對鋰離子電池進行高倍率(5~20C)充電,。

　　高倍率電池材料發(fā)展的現(xiàn)狀

　　通常高倍率充電時強大的電流會導(dǎo)致電池漏液、起火,，甚至爆炸等危險,。材料的改進和發(fā)展，是電池實現(xiàn)高倍率充電的前提,，目前商用鋰離子電池多使用LiCo02作為正極材料。為了改善電池的高倍率充電和安全性能,，可采用LiMn204,、LifePO4、LisV2(PO4)3及三元材料LiNi?Co? Mn?02,、LiNi?Co?Al?02等作為正極材料,。

　　鋰離子電池負極大多采用碳材料。碳材料價廉易得,，但首次充電不可逆容量較高,、循環(huán)性能差，不適合高倍率充電,。Li4Ti5O12可作為非碳負極材料,，比容量達165mAh/g，特有的尖晶石結(jié)構(gòu)可提高電極的循環(huán)性能和使用壽命,，使電池具備良好的耐過充,、過放和安全性能，滿足高倍率充電的要求,。

　　高倍率電池的使用定位和可行性分析

　　在特種領(lǐng)域中,，便攜裝備(如通信、指控,、偵察和定位等設(shè)備)多以鋰離子電池為核心供電單元,，能夠滿足多種使用模式(手持、背負,、穿戴和搬移等)下的設(shè)備用電需求,。

　　鋰離子電池提供了3.6V、7.2V,、14.4V及25.2V等4種電壓等級,，容量多在12Ah以下。配套的充電設(shè)備功率等級多為200W以下,，充電電流為0.2C和0.5C,。國外推出的可高倍率充電鋰離子電池以中小功率居多,，多應(yīng)用于便攜設(shè)備(如小型電動工具)，容量從數(shù)Ah到十多Ah不等,。

　　可高倍率充電的鋰離子電池能否與現(xiàn)役電池在配套特性上保持一致,。高倍率充電的鋰離子電池在裝備配套體制上具有可行性，通過產(chǎn)品優(yōu)化和工藝提升,，能夠在電氣適配,、接口配套和供電要求上與現(xiàn)役電池保持一致。

　　現(xiàn)有充電設(shè)備不具備5~20C充電的能力,，充電電流的成倍增加,，不但會增加充電設(shè)備的功率、體積和質(zhì)量,，還會增加部隊營區(qū)或野外機動平臺供電容量的要求;同時,，在鋰離子電池具備了高倍率充電能力的前提下，電流越大,，充電時間越短,，越有利于應(yīng)急任務(wù)的執(zhí)行。綜合上述因素,，在現(xiàn)有供電體制的基礎(chǔ)上,，應(yīng)確立充電電流的最佳值。

　　以用戶端交流供電容量220V/16A計算,，可得出最大功率為3520W,。充電設(shè)備的效率一般約為90%，考慮到高倍率充電時設(shè)備熱損耗增加等因素,，以85%效率計算的有效輸出功率為2992W,。對比可知，現(xiàn)有市電條件下最多可滿足充電設(shè)備10C的工作要求,。充電電流若從10C增大到20C,，理論充電時間會從6min減少到3min，但設(shè)備功率增加將近一倍,，給配電系統(tǒng)和充電設(shè)備的設(shè)計和制作帶來困難,。從使用角度來看，與現(xiàn)有充電設(shè)備0.5C充電相比,，10C充電可使理論充電時間由2h縮短到6min,。綜上所述，鋰離子電池的高倍率充電設(shè)為10C是較為可行的,。