锂离子电池因具有能量密度大、功率密度高以及循环寿命长等优点而被作为电动汽车的动力来源,是电动汽车重要组成部分。然而,与燃油车相比,电动汽车充电时间长,远远不能满足用户方便快捷的用车需求;不当的充电控制策略,不仅会对锂离子电池寿命产生不利影响,甚至会引发电池安全问题。锂离子电池优化充电问题已成为电动汽车大规模普及的瓶颈之一,因此探索锂离子电池安全快速的充电方法至关重要。锂离子全电池充电过程分别对应正极半电池充电过程和负极半电池放电过程,明确锂离子电池充电机理,基于电极本身充放电特性,从电池正极和负极充放电本征动力学角度出发,探究优化充电控制策略是锂离子电池优化充电的重要研究方向。文章主要研究内容如下:（1）通过制备正、负极半电池,剥离锂离子电池充电过程中正、负极之间的影响,分别设计正、负极半电池以及全电池充放电实验;为了研究正、负极半电池的充放电性能,设计小电流充放电性能测试和不同倍率下的倍率性能测试;基于锂离子电池二阶等效电路模型,设计不同SOC点和不同倍率下的混合脉冲功率特性测试,并通过欧姆定律和非线性拟合等方法辨识二阶等效电路模型所需参数,为获取锂离子电池最大允许充电倍率提供数据支撑。（2）通过正、负极半电池充放电性能测试,分别研究锂离子电池正极和负极动力学特性。首先,根据正极半电池和负极半电池充放电曲线以及容量增量曲线,阐明锂离子电池充电过程中正极和负极的相变过程;然后,分析正、负极半电池在不同倍率下的充电和放电曲线,研究正、负极半电池在不同充电倍率下的容量保持率,初步研究表明负极为锂离子电池充电过程中的限制电极;最后,基于正、负极半电池在不同SOC点和不同倍率下的欧姆极化电压和电化学极化电压变化趋势,利用一次函数和二次函数进行拟合,得到正极和负极半电池在不同SOC点下,欧姆极化电压和电化学极化电压与倍率的变化关系。（3）以抑制正极过充和负极析锂为前提,研究锂离子电池最大允许充电倍率。首先,以锂离子电池正极不过充和负极不析锂为边界条件,基于正、负极半电池不同SOC点欧姆极化电压和电化学极化电压与倍率的变化关系,得到正极半电池最大允许充电倍率和负极半电池最大允许放电倍率;然后,利用优化算法明晰半电池和全电池SOC区间对应关系,通过对比全电池SOC尺度下的正极半电池最大允许充电倍率和负极半电池最大允许放电倍率,证明了负极为锂离子电池充电过程中的限制电极;最后,通过原位电压析锂检测手段对制定的负极最大可接受放电倍率和全电池最大可接受充电倍率是否发生析锂进行了验证。（4）考虑充电能耗和充电时间的锂离子电池优化充电策略研究。基于锂离子电池二阶等效电路模型,建立电池充电过程中的充电能耗和充电时间模型,并以充电能耗和充电时间作为优化目标,以最大允许充电倍率为边界条件,使用粒子群算法,提出锂离子电池优化充电策略,并与传统充电控制策略进行比较。