¿La carga rápida en sí misma, o solo el calor resultante, reduce la vida útil de las baterías?

Principalmente calor, pero también hay efectos de degradación asociados con una corriente de carga alta.

Las altas temperaturas provocan la degradación del electrolito, incluido el efecto sobre la formación de la capa de interfase de electrolitos sólidos (SEI) en el electrodo negativo. El SEI sigue siendo un fenómeno mal entendido, pero se sabe que juega un papel crucial en el envejecimiento de la batería.

No pude encontrar muchas explicaciones para el SEI, fuera de los documentos académicos, aunque este video de YouTube probablemente se acerca a una explicación accesible.

Además del SEI, existen otros efectos del calor, incluido el estrés mecánico causado por la expansión térmica, y otros tipos de descomposición térmica del electrolito y el material del electrodo (por ejemplo, el SEI no se forma en el electrodo positivo, pero a altas temperaturas, otros tipos de la precipitación puede ocurrir).

A altas corrientes tanto en la carga como en la descarga, está en juego un efecto diferente, que implica la formación de metal de litio, que puede depositarse en el electrodo, reducir la superficie útil, impedir la difusión de iones de litio o causar otro daño mecánico, incluso en casos raros que forman micro filamentos que podrían crecer para formar un cortocircuito entre los electrodos y provocar un incendio de la batería.

No creo que @Loring Chien tenga razón acerca de que la carga rápida no puede detenerse cuando está llena. Permítame describir cómo funciona la carga de iones de litio para que pueda entender por qué este no es el caso:

Tanto la carga rápida como la lenta utilizan los mismos regímenes de carga CC / CV en las químicas de iones de litio. La etapa inicial de CC (corriente constante) es donde el controlador de carga aplica una carga de corriente constante hasta que el voltaje del terminal alcanza 4.2V (o cualquiera que sea el voltaje máximo del terminal para esta química de la batería). El “rápido” en “carga rápida” se refiere a esta corriente constante. Una carga rápida en un teléfono puede aplicar 3A constante, mientras que una carga “lenta” puede hacer 1.5–2A. Una carga “lenta” solo puede salir en 200–500mA.

Tan pronto como el voltaje del terminal durante la etapa CC alcanza 4.2V, el controlador de carga cambia a CV (voltaje constante) donde el controlador de carga mantiene el voltaje del terminal a 4.2V hasta la terminación de la carga. En este punto, la corriente de carga disminuirá por sí sola a medida que la batería se “llene”; es una consecuencia de la batería, no una característica del cargador. La terminación de la carga podría definirse de varias maneras diferentes, la más común de las cuales es monitorear la corriente de carga y terminarla cuando cae a un valor bajo. Una terminación de carga comúnmente utilizada es 0.1C, es decir, si la batería tiene un tamaño de 2600mAh, la terminación de carga ocurre cuando la corriente de carga cae por debajo de 0.1 x 2600 = 260mA. La terminación de la carga también puede ocurrir en función del aumento de temperatura o por el tiempo máximo, pero generalmente como un corte de seguridad además de la detección de corriente.

La etapa CV y ​​la terminación para una carga rápida y lenta son las mismas. Una carga rápida puede ir a CV a una corriente más alta, pero la terminación ocurrirá exactamente en las mismas condiciones que una carga lenta. No hay diferencia en el sobreimpulso.

Su ciclo de carga típico se ve así:

Entonces, usando la analogía del autobús de @Loring Chien, no es como pedirle al autobús que se estacione a 100 mph, es más como pedirle al conductor del autobús que quite el pie del acelerador, espere a que el autobús disminuya la velocidad por sí mismo hasta que la velocidad sea inferior a 10 mph, y luego pise el freno. La distancia real de frenado de 10 mph a 0 mph es la misma, independientemente de si el autobús iba inicialmente a 100 o a 40, ya que hay un paso por inercia que baja suavemente el vehículo a la misma condición final en cualquier caso. Los autobuses son un poco una analogía artificial en este caso, pero entiendes mi punto.

La carga “rápida” se realiza normalmente a 0.5C o menos. (IOW, si es una batería de 2600maH, se cargaría a 1300mA). Las baterías de litio se pueden cargar a cualquier velocidad por debajo de 1C siempre que no superen los 130 ° C, y siempre que no se carguen a un voltaje superior a lo normal (5 voltios). La carga rápida a 9 voltios degrada la vida útil de la batería, incluso si no se supera la temperatura.

Me atrevería a opinar que es principalmente el calor y no poder detenerlo con precisión cuando está lleno (como estacionar con precisión un autobús que va a 160 kilómetros por hora) no es bueno para la batería.