快速充电技术可以大幅度提高电动汽车的充电速度,有助于解决电动汽车的续驶里程低和充电速度慢等问题。但是受到锂离子电池自身电化学性能的限制,快速充电技术会在很多方面影响电池的性能。其中,发生在负极表面的析锂副反应会给电池的循环寿命和安全性能带来严重的影响。并且目前还无法通过有效的外置方法实时监测和解决锂离子电池在快速充电过程中的析锂行为。因此,建立合理准确的模型以预测锂离子电池在快速充电条件下的析锂副反应非常重要,对于确定不同充电倍率、环境温度和初始荷电状态下锂离子电池的析锂边界以及制定无析锂的快速充电策略具有重要意义。本文以一款方形三元锂离子电池为研究对象,首先通过搭建充放电实验平台,进行了不同倍率和不同环境温度下的充放电实验,并对实验结果进行了详细的数据分析。然后利用COMSOL Multiphysics软件建立了电池的电化学-热耦合有限元模型,通过计算得到了电池的端电压和测点温度随时间的变化曲线,并与实验数据进行对比验证了模型的可靠性和准确性。进而通过计算分析了快速充电条件下电池的外特性、电化学特性、温度特性以及析锂特性。结果表明,越靠近隔膜的位置,负极电位越低。由于在恒流充电过程中,当负极电位低于0V vs.Li+/Li时,认为负极表面发生析锂,因此通过监测靠近隔膜位置的负极电位可以判断析锂副反应的发生。基于所建立的有限元模型,研究了充电倍率、环境温度以及初始荷电状态对析锂的影响。发现降低充电倍率、在较低倍率下升高环境温度、在较高倍率下增加初始荷电状态都有助于抑制析锂。在综合考虑以上因素的基础上,标定了电池在不同工况下的析锂边界,制定了电池在不同环境温度以及不同初始荷电状态下的无析锂快速充电策略。