【正文】 鋰離子嵌入碳化合物組成通常用 LixC(0x1)表示。對完整晶態(tài)石墨 X=1，理論容量這 372mAh/g,但多數(shù)碳材料，可逆鋰離子嵌入量僅為 0~。 X的大小與碳材料種類和結構、電解質(zhì)組成、電極結構以及鋰離子嵌入速度等有關。 負極材料雖然在電芯原材料成本中占很小的比例，但對質(zhì)量獲得保證的關鍵因素。 電池基礎知識 鋰離子電池的組成 電解液 電解質(zhì)電池的主要組成之一 ， 在電池內(nèi)部擔負著傳遞正負極之間電荷的作用 ， 所以勢一些具有高離子導電性的物質(zhì) 。 鋰離子電池的電壓高達 3~4V， 因為水的理論分解電壓是 ， 所以只能用有機溶劑 ， 而不能用水溶液做電解質(zhì) 。 鋰離子電池用電解液的電導率很低 ， 所以鋰離子電池在大電流放電時 ， 來不及從電解液中補充 Li+,會發(fā)生電壓下降 。 電解液是由多種有機溶劑和鋰鹽組成 ， 主要成分有 EC（ 碳酸乙烯酯 ） 、 PC（ 碳酸丙烯酯 ） 、DEC（ 二乙基碳酸脂 ） DME（ 二甲基碳酸酯 ） 、 LiPF6(六氟磷酸鋰 )、 LiAsF6(六氟砷酸鋰 )、LiCoO2(鈷酸鋰 ) 電解液在鋰離子原材料組合中占了一個重要的位置 ， 它直接影響了電壓及充放電 、 導電功能 。選擇什么樣的電解液一直是電池廠家十分慎重的問題 。 ? 國產(chǎn)電解液于 2022年進入市場，但由于其穩(wěn)定性及其他指數(shù)較進口材料差，所以短時間內(nèi)取代進口電解液尚不可能。況且兩者的價位距離并不大，造成了現(xiàn)有廠家絕大部分選用進口電解液的局面 。 ? 它本身的性能及其與正負極形成的界面狀況很大程度上影響電池的性能 。 優(yōu)良的鋰離子電池有機電解液應具備以下幾點要求： ? 良好的化學穩(wěn)定性 。 因為電解質(zhì)長期保存在電池內(nèi)部 ， 所以必須具有穩(wěn)定的化學性質(zhì) ， 使儲藏期間電解質(zhì)與活性物質(zhì)界面和集流體 （ 一般用 Al和 Cu） 的電化學反應速率小 ， 從而使電池的自放電容量損失減小 ? 寬的化學穩(wěn)定窗口； ? 高的鋰離子電導率；溶液的歐姆壓降小 ， 使電池的放電特性得以改善 。 對于固體電解質(zhì) ， 則要求它只具有離子導電性 ， 而不具有電子導電性 。 ? 良好的成膜 （ SEI） 特性；在負極材料表面形成穩(wěn)定鈍化膜 ? 合適的溫度范圍 （ 沸點 溶點 ） ? 安全低毒 ， 無環(huán)境污染 。 電池基礎知識 SEI膜介紹 ? SEI膜 （ solid electrolyte interface） ,即固體電解質(zhì)相界面 ， 是在鋰離子電池負極表面開有的一層鈍化膜 ， 將電解液與碳材料 /鋰負極隔離開 。 一般認為 ， SEI膜是在鋰離子蓄電池初始循環(huán)過程中形成的 。 在一定電位下 ， 在負極 /電解液表面 ， 有機溶劑分子 、 鋰鹽陰離子 、 雜質(zhì)及添加劑發(fā)生還原分解形成不溶物質(zhì)沉積在電極表面 。 目前關于 SEI膜的形成機理還不是很清楚 。 ? 優(yōu)良的 SEI膜要求： ? 電子傳遞系數(shù) te=0,電子的不良導體 ， 有利于減少電池的自放電 ，提高充放電效率 ， 避免 SEI膜變厚而引起的電池內(nèi)阻增大 。 ? 2． 鋰離子傳導系數(shù) t=1， 高的鋰離子電導率 ， 低的阻抗 。 ? 3． 均一的形貌和化學組成 ， 有利于電流的均勻分布 。 有足夠的附著力和機械強度 ， 組成物質(zhì)溶解度低 。 電池基礎知識 電池的組成部分 隔膜 ? 隔膜也叫隔離物。置于電池兩極之間。其作用是防止正負極活性物質(zhì)直接接觸，造成電池內(nèi)部短路。 ? 對于隔膜的一般要求是： 1） 在電解液中具有良好的化學穩(wěn)定性和一定的機械強度，并能承受電極活性物質(zhì)的氧化還原作用； 2） 離子通過隔膜的能力要大，也就是說隔膜對電解質(zhì)離子運動的阻力要小。這樣，電池內(nèi)阻就相應減小，電池在大電流放電時的能量損耗減?。? 3） 應是電子的良好絕緣體，并能阻擋從電極上脫落活性物質(zhì)微粒和枝晶的生長； 4） 材料來源豐富，價格低廉。常用的隔膜材料有棉紙、微孔橡膠、微孔塑料、玻璃纖維、水化纖維素、接枝膜、尼龍、石棉等?？筛鶕?jù)化學電源不同系列的要求而選取。 ? 對于鋰離子電池隔膜：特別要求，溫度升高時孔隙 “ shut down” 電池基礎知識 鋰離子電池的常規(guī)性能 ? 概念介紹 C倍率 (Crate) 電池的充電和放電是以 C倍率進行度量的 , 1C的定義 :如電電池容量是1000mAh,1C放電就是以 1000mA放電， 500mA放電。 額定容量 （ GB/T18287—2022規(guī)定）： 電池在環(huán)境溫度為 20+/5度條件下，以 5h率放電至終止電壓時所應提供的電量，用 C5表示。 我們一般會取 。 型號表示： 方形鋰離子電池的型號一般用六位數(shù)表示，前兩位表示電池厚度，中間二位數(shù)表示寬度，最后兩位表示長度，例如 383450型，表示厚度為 ,寬度為 34mm,長度為 50mm 電池基礎知識 充電方式： ? 先恒流充電至 ， 后恒壓充電（日本的充電模式中是恒壓充電 ，國標 GB/T 18287是充電電流 ） 電池基礎知識 倍率放電性能： ? 因為鋰離子電池用的是有機溶劑電解液，電導率一般只有鉛酸或堿性電池電解液的幾百分之一。因些，鋰離子電池在大電流放電時，來不及從電解液中補充 Li+,會發(fā)生電壓下降（ IR降） 電池基礎知識 低溫放電性能： ? 溫度低時，鋰離子電池的放電平臺有一定的降低。 ? 特別注意一點：鋰聚合物電池，在低溫時，聚合物電池中存在非導電的晶體相，而聚合物的導電特性直接依賴于載流子的數(shù)目和載流子的運動。因此 ：鋰聚合物電池的放電平臺降低的更多。 電池基礎知識 循環(huán)性能： ? 鋰離子電池的循環(huán)特性較好，一般 500次循環(huán)以后還可以保持 80%左右的容量。 電池基礎知識 高溫性能 ? 鋰離子電池在高溫下存儲容量會有衰減，這些衰減可以通過小電流充放電回復 高溫充放電會影響電池的循環(huán)性能，且會使電池有微量膨脹 電池一般推薦在 040度范圍內(nèi)工作 電池基礎知識 循環(huán)性能： ? 鋰離子電池的循環(huán)特性較好，一般 500次循環(huán)以后還可以保持 80%左右的容量。 電池基礎知識 波導研究院 電芯不良項目及成因 電池基礎知識 ? a. 附料量偏少； ? b. 極片兩面附料量相差較大； ? c. 極片斷裂； ? d. 電解液少； ? e. 電解液電導率低； ? f. 正極與負極配片未配好； ? g. 隔膜孔隙率小； ? h. 膠粘劑老化 → 附料脫落； ? （未烘干或電解液未滲透） ? j. 分容時未充滿電； ? k. 正負極材料比容量小。 電池基礎知識 2.“內(nèi)阻高 ” 產(chǎn)生成因 ? a. 負極片與極耳虛焊； ? b. 正極片與極耳虛焊； ? c. 正極耳與蓋帽虛焊； ? d. 負極耳與殼虛焊 。 ? e. 鉚釘與壓板接觸內(nèi)阻大； ? f. 正極未加導電劑； ? g. 電解液沒有鋰鹽； ? h. 電池曾經(jīng)發(fā)生短路； ? i. 隔膜紙孔隙率小。 電池基礎知識 電壓低產(chǎn)生原因： ? a. 副反應（電解液分解；正極有雜質(zhì)；有水）； ? b. 未化成好（ SEI膜未形成安全）； ? c. 保護線路板漏電（加工后送回的電芯）； ? d. 未按要求點焊（加工后的電芯）； ? e. 毛刺； ? f. 微短路； ? g. 負極產(chǎn)生枝晶。 電池基礎知識 產(chǎn)生超厚的原因 ? a. 焊縫漏氣 。 ? b. 電解液分解 。 ? c. 未烘干水分 。 ? d. 蓋帽密封性差 。 ? e. 殼壁太厚 。 ? f. 殼太厚 。 ? g. 卷芯太厚 (附料太多；極片未壓實；隔膜太厚 )。 電池基礎知識 循環(huán)壽命短成因 ? a. 未化成好（ SEI膜不完整、致密）； ? b. 烘烤溫度過高 → 粘合劑老化 → 脫料； ? c. 負極比容量低； ? d. 正極附料多而負極附料少； ? e. 蓋帽漏氣，焊縫漏氣； ? f. 電解液分解，電導率降低。 電池基礎知識 爆炸成因 ? a. 過充； ? b. 隔膜閉合效應差 。 ? c. 內(nèi)部短路 或內(nèi)部微短路（使用過程中隔膜變薄） 電池基礎知識 短路 ? a. 料塵； ? b. 裝殼時裝破； ? c. 尺刮（小隔膜紙?zhí)』蛭磯|好） 。 ? d. 卷繞不齊； ? e. 沒包好； ? f. 隔膜有洞 。 ? g. 毛刺 電池基礎知識 斷路 ? a)極耳與鉚釘未焊好，或者有效焊點面積??； ? b) 連接片斷裂（連接片太短或與極片點焊時焊得太靠下） 電池基礎知識 波導研究院 電芯生產(chǎn)各工序控制要點 電池基礎知識 (一 ) 配料： ? ： a) PVDF(或 CMC)與溶劑 NMP（或去離子水）的混合比例和稱量； b) 溶液的攪拌時間、攪拌頻率和次數(shù)（及溶液表面溫度）； c) 溶液配制完成后 ,對溶液的檢驗 :粘度 (測試 )\溶解程度 (目測 )及擱置時間 。 d) 負極 :SBR+CMC溶液 ,攪拌時間和頻率。 ? : a) 稱量和混合時監(jiān)控混合比例、數(shù)量是否正確； b) 球磨：正負極的球磨時間；