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實現極快充電（XFC，≤10-15分鐘充電）需要全面了解其影響。雖然鋰沉積是負極的一個關鍵瓶頸，但對正極的全部限制還不是很清楚，特別是在具有明確電池設計和條件的延長循環設置中。

美國愛達荷州國家實驗室Tanvir R. Tanim等人結合電化學分析、降解建模和測試后表征，介紹了XFC在多個長度尺度上對正極的循環壽命影響。

綜合測試矩陣包括41個定義明確的石墨/NMC軟包電池，采用不同的快速充電倍率(1–9C)和高達1000次的循環。延長的循環結果表明，在4.1 V上限截止電壓下以 1C到 9C 之間進行循環時，正極降解隨循環而明顯非線性地演化。正極問題在大約225次循環內保持最小，此后開始惡化。

研究發現，損害正極顆粒機械完整性的初級顆粒間分離（或開裂）是正極老化的主要機制。在以后的循環中加重的正極開裂歸因于機械疲勞機制，這通過電化學數據、建模和橫截面SEM圖片進行了驗證。

此外，發現疲勞機制對恒流模式下的充電深度比充電速率更敏感，因此，在較高倍率下觀察到的裂紋比在較低倍率下減少。

圖1 潛在的老化模式

圖2 NMC532正極循環后的SEM圖像

Extended Cycle Life Implications of Fast Charging for Lithium-Ion Battery Cathode. Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.07.001

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