水分对锂离子电池制程能力及循环性能的影响
摘要：近年来，随着社会经济的发展，我国的锂离子电池有了很大进展，本文通过调整锂离子电池制程工艺，制备了不同水分含量的电池极组，并对其全电池化成过程及电化学循环过程进行跟踪与测试。结果表明，不同水分含量对全电池的化成过程及循环性能有重要影响。当水分含量小于550×10－6时电池制程一致性及循环性能受水分因素影响较小，当电池水分含量大于700×10－6时电池循环性能发生明显衰减，产品一致性无法得到保证。
关键词：锂离子电池；水分；制程能力；循环性能
引言
锂离子电池由于其比能量高，工作电压高，应用温度范围宽，自放电率低，循环寿命长，无污染，安全性能好等独特的优势，现已广泛应用在手机、摄像机等便携式电子设备中，并在电动自行车、电动汽车中等领域开始推广应用。锂离子电池与人们的生活息息相关。影响锂电池性能的因素有很多，诸如材料种类、正负极压实密度、水分、涂布面密度及电解液用量等。其中水分对锂离子电池的性能有着至关重要的影响。张海林等对钴酸锂体系锂离子电池电极水分对其电化学性能及安全性能的影响进行了研究。目前，系统地研究水分对磷酸铁锂电池性能影响的文献还很少，本文讨论了在国内现行的工艺条件下，通过控制电解液暴露时间来控制电解液中的水分含量，考察了水分含量对磷酸铁锂电池首次充电电压，首次放电容量、内阻和循环性能的影响。
1锂离子电池简介
锂离子电池（Lithiumionbattery，简称LIB）是采用具有层状结构的嵌入式锂离子化合物作为电极材料的二次电池体系，具有工作电压高、比能量大、自放电小、循环寿命长、可快速充电和环境污染小等突出优点，广泛应用于手机、数码相机、笔记本电脑等电子电器领域，并且在电动汽车、通信基站、航空航天等高新环保领域具有很好的应用前景。锂离子电池以LiCo02，LiMn2O4，LiFePO4等锂一过渡金属氧化物为正极材料，以石墨化碳为负极材料，以LiPF6，LiAsF6等锂盐的有机溶液为电解质，以具有微孔结构的聚合物薄膜作为隔膜，其工作原理为：充电时，锂离子从正极材料脱出，穿过隔膜之后嵌入负极材料的晶格，正极处于高电位的贫锂状态，负极则处于低电位的富锂状态；放电时，铿离子从负极中脱出并插入正极，正极为富锂态，负极为贫锂态。
2实验
2.1实验材料与仪器
正极活性材料为磷酸铁锂（合肥国轩电池材料有限公司），负极活性材料为人造石墨（深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司），电解液为1mol/LLiPF6/（EC+EMC+DMC）（体积比1∶1∶1，广州天赐高新材料股份有限公司），隔膜为厚度20μm的聚乙烯（PE）多孔陶瓷隔膜（深圳市星源材质科技股份有限公司）。水分测试采用卡尔费休水分测试仪（DL32+DO308，梅特勒-托利多），电性能测试采用5V100A高精度电池性能检测系统（CT-3008W-5V100A-TF，深圳市新威尔电子有限公司）。
2.2实验方法
将正负极材料分别与导电炭、黏结剂按照一定比例混合均匀，配好的浆料经过涂布、辊压、裁切、采用叠片法与隔膜一起制成软包锂离子电芯，再经真空干燥，注入不同含水量的电解液，组装成软包磷酸铁锂电池。不同含水量的电解液
通过控制其在温度和湿度恒定的干燥间的暴露时间得到，另用新拆封的电解液做
对比。
2.3性能测试
控制环境温度在（23±5）℃范围内，采用开口化成工艺，小电流工步设置为0.02C恒流充电且限时4h，大电流工步设置为0.2C恒流充电5min后0.2C恒流恒
压充电且限时235min，并设置截止电流为0.02C，限制电压为3.65V，如表1所示。化成后电池封口清洗，常温静置3天后，采用0.67C电流进行电池分容操作，工步设为放-充-放-充，分容电池下柜后静置10天进行自放电筛选，选取良品电
池进行室温循环测试，充放电电流1C，工作电压范围2.0~3.65V。
3结果与讨论
3.1水分对电池首次放电容量的影响
在锂离子电池首次充放电过程中，电极材料与电解液在固液界面上发生反应，形成一层覆盖着电极表面的钝化层。该钝化层是电子绝缘体，却是锂离子的良好
导体，锂离子可以自由地嵌入和脱出。这层钝化膜被称为固体电解质界面膜（solidelectro-lyteinterface），简称SEI膜。当水分含量为20×10－6时，放电电
压平台较平稳，大约为3300mV，首次放电容量为3500mAh。随着水分含量的增加，电池的放电电压平台逐渐下降，电池的首次放电容量也逐渐降低。当水分含
量为500×10－6时，电压平台仅为3000mV，首次放电容量为3250mAh。SEI膜的形成消耗了部分锂离子，造成了不可逆容量损失。痕量的水存在有利于形成稳定
性好、均匀致密的SEI膜。
3.2不同水分的电池化成实验结果
每组电池选取3支，干燥房中拆解测量正负极组水分含量并取平均值记录，
按照水分含量高低记为1#~4#组，相应各组电池上柜化成。化成分为三个阶段：
小电流恒流阶段，大电流恒流阶段，大电流恒流恒压阶段。对比各组电池化成曲
线发现：高水分电池在小电流恒流充电阶段电压上升缓慢，且终止电压偏低；在
大电流恒流充电阶段，高水分电池电压跃升明显，电压变化幅度剧烈；恒流恒压
充电结束瞬间，电池开路电压差异较小，但常温静置24h后，水分含量高的电池
有明显压降，由于电池中痕量水的存在会导致电解液中锂盐分解，负极材料表面
发生了一系列副反应，导致锂离子的脱嵌过程受阻，表现为化成过程电池开路电
压上升缓慢，严重影响电池的化成深度；同时，电池首次放电容量也将随水分的
增加而减小，电池首次放电效率也将大幅降低；电解液中PF5和HF的存在会破
坏正负极材料与集流体间的黏结性，并会导致电池充放电循环过程中正极活性物
质的溶解与结构失稳；同时上述副反应生产的LiF和POF3会在SEI膜表面发生沉积，界面处离子迁移能力下降导致电池内阻增大。
3.3水分对电池厚度的影响
随着水分含量的增加，电池的厚度也在变大。当水分含量为500×10－6时，
电池厚度为7．3mm，超出电池设计厚度的4．29%，电池出现鼓胀。这是由于在SEI膜形成过程中会产生CO2、CO等气体。并且当水分过量时，多余的水会继续
与LiPF6反应产生HF气体。软包电池容易出现胀气问题，其中水分超标是主要的
原因之一。为避免软包电池出现胀气问题，要严格控制电池内部的水分。
结语
综上所述，不同球磨时间合成的硅/石墨烯复合材料的结构形貌、成分的不同
影响其电化学性能。本文通过研究锂离子电池制造过程中含水量不同极组注液后
的化成能力，探究了不同水分控制标准对全电池化成过程及电性能发挥的影响。
综合比较了四种含水量条件下全电池的化成能力和常温循环能力发现，当极组水
分含量过高时电池化成过程极化现象严重，化成曲线中出现异样平台，电压上升
缓慢；水分不同导致电池制造过程中容量与内阻一致性明显下降，充放电循环后
的电池随着水分含量的增加容量保持率较低。
参考文献：
[1]王震坡，孙逢春，林程.不一致性对动力电池组使用寿命影响的分析[J].北京理工大学学报，2006，26（7）：577-580.
[2]路宗利，石治国，唐德庆，等.动力锂离子电池故障分析[J].电源技术，2013，37（3）：376-377.
[3]张智贤，阴育新.锂离子电池材料含水量测试方法研究[J].天津科技，2015，42（12）：15-17.
锂电池制作过程中常见异常及解决方案 一、浆料异常及解决方案 异常1：沉降，粘度变化大 原因：浆料不稳定的原因是吸水，粘接剂少，未分散好； 解决方法：调整原材料选型，主要是考虑比表，粘度等，调整搅伴工艺（主要转速，线速度，时间等），调整粘结剂用量，控制环境水分。 异常2：固含量低 原因：消耗NMP多，主要原因是正极比表大，正极径小，搅伴时间长，粘接剂固含量低； 解决方法：调整搅伴工艺（主要转速，线速度，时间等），调整正极选型，调整粘结剂选型。 异常3：难过筛 原因：大颗粒，主要原因是正极大颗粒，正极粘度高，吸水团聚；解决方法：控制材料颗粒，降低浆料粘度，防止吸水。 异常4：无流动性，变果冻 原因：吸水，主要原因是正极水分高，正极PH高，正极比表大，NMP水分高，环境湿度大，粘结剂水分高； 解决方法：控制环境湿度，控制原材料水分，降低原材料PH值。
二、辊压前极片异常解决方案 异常1：颗粒 原因：主要原因是有颗粒或团聚，原材料大颗粒，浆料粘度高，浆料团聚； 解决方案：减少材料大颗粒，降低浆料粘度，控制吸水； 异常2：裂纹 原因：是极片内NMP挥发慢，烘箱温度高，涂布速度快； 解决方法：降低前段烘箱温度，降低涂布速度； 异常3：气泡 原因：浆料有气泡主要是因抽真空不彻底，搁置时间短，抽真空时搅伴速度过快； 解决方法：延长抽真空时间，加入表面活性剂消泡； 异常4：划痕 原因：主要是浆料粘度高，来料大颗粒，浆料团聚，涂布刀口有干料； 解决方法：减少材料大颗粒，降低浆料粘度，控制吸水； 异常5：拖尾 原因：主要是粘度偏高或粘度偏低； 解决方法：调整粘度； 异常6：质量不稳定 原因：浆料不稳定的主要原因是浆料吸水，粘结剂胶水用量少，未分散好，涂布设备波动；
锂电池浆料性质及关键影响因素分析 π导语 锂电池电极浆料是电池的开头，也是最重要的环节。电极浆料涉及的内容很多，包括材料学、颗粒学、流体力学、物理学等多学科的内容。浆料质量的好坏，虽然只用粘度、固含量、粒度等参数表示，但是其影响因素却众多，这也是我迟迟不敢总结的原因。其实，透过现象看本质，了解影响浆料性质的核心，必然能对症下药，解决不良浆料的难题。 锂离子电池的生产制造，是由一个个工艺步骤严密联络起来的过程。整体来说，锂电池的生产包括极片制造工艺、电池组装工艺以及最后的注液、预充、化成、老化工艺。在这三个阶段的工艺中，每道工序又可分为数道关键工艺，每一步都会对电池最后的性能形成很大的影响。 在极片制造工艺阶段，可细分为浆料制备、浆料涂覆、极片辊压、极片分切、极片干燥五道工艺。在电池组装工艺，又根据电池规格型号的不同，大致分为卷绕、入壳、焊接等工艺。在最后的注液阶段又包括注液、排气、封口、预充、化成、老化等各个工艺。极片制造工序是整个锂电池制造的核心内容，关系着电池电化学性能的好坏，而其中浆料的优劣又显得尤为重要。 一、浆料基本理论 锂离子电池电极浆料是流体的一种，通常流体可以分为牛顿流体和非牛顿流体。其中，非牛顿流体又可分为胀塑性流体、依时性非牛顿流体、假塑性流体和宾汉塑性流体等几种。牛顿流体是指在受力后极易变形，且切应力与变形速率成正比的低粘性流体。任一点上的剪应力都同剪切变形速率呈线性函数关系的流体。自然界中许多流体是牛顿流体。水、酒精等大多数纯液体、轻质油、低分子化合物溶液以及低速流动的气体等均为牛顿流体。非牛顿流体，是指不满足牛顿黏性实验定律的流体，即其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。非牛顿流体广泛存在于生活、生产和大自然之中。高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等一般为非牛顿流体。绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体。人身
水分对锂离子电池制程能力及循环性能的影响 摘要：近年来，随着社会经济的发展，我国的锂离子电池有了很大进展，本文通过调整锂离子电池制程工艺，制备了不同水分含量的电池极组，并对其全电池化成过程及电化学循环过程进行跟踪与测试。结果表明，不同水分含量对全电池的化成过程及循环性能有重要影响。当水分含量小于550×10－6时电池制程一致性及循环性能受水分因素影响较小，当电池水分含量大于700×10－6时电池循环性能发生明显衰减，产品一致性无法得到保证。 关键词：锂离子电池；水分；制程能力；循环性能 引言 锂离子电池由于其比能量高，工作电压高，应用温度范围宽，自放电率低，循环寿命长，无污染，安全性能好等独特的优势，现已广泛应用在手机、摄像机等便携式电子设备中，并在电动自行车、电动汽车中等领域开始推广应用。锂离子电池与人们的生活息息相关。影响锂电池性能的因素有很多，诸如材料种类、正负极压实密度、水分、涂布面密度及电解液用量等。其中水分对锂离子电池的性能有着至关重要的影响。张海林等对钴酸锂体系锂离子电池电极水分对其电化学性能及安全性能的影响进行了研究。目前，系统地研究水分对磷酸铁锂电池性能影响的文献还很少，本文讨论了在国内现行的工艺条件下，通过控制电解液暴露时间来控制电解液中的水分含量，考察了水分含量对磷酸铁锂电池首次充电电压，首次放电容量、内阻和循环性能的影响。 1锂离子电池简介 锂离子电池（Lithiumionbattery，简称LIB）是采用具有层状结构的嵌入式锂离子化合物作为电极材料的二次电池体系，具有工作电压高、比能量大、自放电小、循环寿命长、可快速充电和环境污染小等突出优点，广泛应用于手机、数码相机、笔记本电脑等电子电器领域，并且在电动汽车、通信基站、航空航天等高新环保领域具有很好的应用前景。锂离子电池以LiCo02，LiMn2O4，LiFePO4等锂一过渡金属氧化物为正极材料，以石墨化碳为负极材料，以LiPF6，LiAsF6等锂盐的有机溶液为电解质，以具有微孔结构的聚合物薄膜作为隔膜，其工作原理为：充电时，锂离子从正极材料脱出，穿过隔膜之后嵌入负极材料的晶格，正极处于高电位的贫锂状态，负极则处于低电位的富锂状态；放电时，铿离子从负极中脱出并插入正极，正极为富锂态，负极为贫锂态。 2实验 2.1实验材料与仪器 正极活性材料为磷酸铁锂（合肥国轩电池材料有限公司），负极活性材料为人造石墨（深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司），电解液为1mol/LLiPF6/（EC+EMC+DMC）（体积比1∶1∶1，广州天赐高新材料股份有限公司），隔膜为厚度20μm的聚乙烯（PE）多孔陶瓷隔膜（深圳市星源材质科技股份有限公司）。水分测试采用卡尔费休水分测试仪（DL32+DO308，梅特勒-托利多），电性能测试采用5V100A高精度电池性能检测系统（CT-3008W-5V100A-TF，深圳市新威尔电子有限公司）。 2.2实验方法 将正负极材料分别与导电炭、黏结剂按照一定比例混合均匀，配好的浆料经过涂布、辊压、裁切、采用叠片法与隔膜一起制成软包锂离子电芯，再经真空干燥，注入不同含水量的电解液，组装成软包磷酸铁锂电池。不同含水量的电解液
影响循环寿命的因素 材料种类：材料是影响锂离子电池循环性能的第一要素。如果选择循环性能差的材料， 工艺、制程再完善电池的循环也无法保证；选择循环性能较好的材料，即使后续制程有点问题，循环性能也可能不会差的太离谱。材料的循环性能较差，一方面可能是在循环过程中晶体结构变化过快，从而无法继续完成嵌锂脱锂；另一方面可能是由于活性物质与对应电解液无法生成致密均匀的SEI膜造成活性物质与对应电解液过早发生副反应而使电解液消耗过快影响电池的循环。在电池设计时，若一极选择循环性能差的材料，另外一极无需选择循环性能较好的材料。 正负极压实：正负极压实过高，虽然可以提高电池的能量密度但是一定程度上降低材料的循环性能。压实越大，对材料的结构破坏越大，而材料的结构是保证锂离子电池可以循环的基础，此外正负极压实越高电池的保液量越差，保液量是电池完成正常循环或更多次循环的基础。 水分：过多的水分会与正负极活性物质发生副反应，破坏其结构进而影响循环，同时水分 过多也不利于SEI膜的形成，但在痕量的水分难以除去的同时，痕量的水也可以在一定程度上保证电池的性能。 涂布面密度：单一变量的考虑面密度对循环的影响几乎是一个不可能的任务。面密度不 一致会带来容量的差异、叠片层数的差异。对同型号同容量同材料的电池而言，降低面密度相当于增加一层或多层叠片层数，对应增加隔膜，可以吸收更多的电解液以保证循环。面密度小可以增加电池的倍率性能，极片以及电池除水也更容易，面密度越小越难控制误差也越大，活性物质中大颗粒也会对涂布辊压造成负面影响；更多的层数意味着消耗更多的箔材和隔膜。 负极过量：负极过量的原因除了需要考虑首次不可逆容量的影响、涂布面密度的差异还 要考虑对循环性能的影响。对锂离子电池来说，负极石墨成为循环过程的短板比较常见。若负极过量不足，电池可能在循环前并不析锂，但循环几百次后正极结构正常，负极结构破坏严重而无法完全接受正极提供的锂离子，从而造成负极析锂容量下降，负极过量太大会造成恒流比降低。 电解液量：电解液量不足对循环产生影响主要由三个原因：1.注液量不足2.注液量足老 化时间不够或正负极压实过高等造成吸液量不够3.随着循环电池内部电解液被消耗完毕正负极特别是负极与电解液的匹配性的微观表现为致密且稳定的SEI膜的形成，用眼可见的表现是循环过程中电解液消耗速度。不完整的SEI膜：一方面无法有效阻止负极与电解液发生副反应从而消耗电解液；一方面在SEI膜有缺陷的部位会随着循环的进行而重新生成SEI膜从而消耗可逆锂源和电解液。无论是对循环多少次的电池，电解液随着循环而消耗完毕，增加保液量在一定程度上提高其循环性能。 测试环境条件：测试过程中的充放电倍率、截止电压、截止电流、测试中的过充过放、 测试房间温度、测试过程突然中断、测试点与电池极耳接触电阻等都会影响循环性能测试结果。不同材料对上述条件的敏感程度各不相同。统一测试标准并且了解共性及重要材料的特性
锂离子电池循环性能影响因素大汇总 锂离子电池的性能几乎和我们所有人都息息相关，因为我们的智能手机、平板、笔记本的电池就是锂离子电池。相比很多同胞都深受电池续航问题的困扰，循环性能对锂离子电池的重要程度无需多言，就宏观来讲，更长的循环寿命意味着更少的资源消耗，因而，影响锂离子电池循环性能的因素，是每一个与锂电行业相关的人员都不得不考虑的问题。下面让我们一起汇总一下那些因素影响到锂电池的循环性能呢。 1、水分 过多的水分会与正负极活性物质发生副反应、破坏其结构进而影响循环，同时水分过多也不利于SEI膜的形成，但在痕量的水分难以除去的同时，痕量的水也可以一定程度上保证电芯的性能。 2、正负极压实 正负极压实过高，虽然可以提高电芯的能量密度，但是也会一定程度上降低材料的循环性能，从理论来分析，压实越大，相当于对材料的结构破坏越大，而材料的结构是保证锂离子电池可以循环使用的基础;此外，正负极压实较 高的电芯难以保证较高的保液量，而保液量是电芯完成正常循环或更多次的循环的基础。 3、测试的客观条件 测试过程中的充放电倍率、截止电压、充电截止电流、测试中的过充过放、测试房温度、测试过程中的突然中断、测试点与电芯的接触内阻等外界因素，都会或多或少影响循环性能测试结果，另外，不同的材料对上述客观因素的敏感程度各不相同，统一测试标准并且了解共性及重要材料的特性应该就足够日常工作使用了。 4、负极过量 负极过量的原因除了需要考虑首次不可逆容量的影响和涂布膜密度偏差之外，对循环性能的影响也是一个考量，对于钴酸锂加石墨体系而言，负极石墨成为循环过程中的“短板”一方较为常见，若负极过量不充足，电芯可能在循环前并不析锂，但是循环几百次后正极结构变化甚微但是负极结构被破坏严重而无法完全接收正极提供的锂离子从而析锂，造成容量过早下降。 5、涂布膜密度
锂离子电池极片真空烘烤过程水分迁移路径 随着电动汽车和可再生能源的快速发展，锂离子电池作为能量储存系统的重要组成部分，其性能和稳定性备受关注。在锂离子电池的生产过程中，极片真空烘烤过程是一个至关重要的步骤，它能够影响电池的性能和安全性。而在这一过程中，水分的迁移路径则直接关系到极片内部结构的形成和稳定性。本文将从深度和广度的角度探讨锂离子电池极片真空烘烤过程中水分迁移路径的重要性，以及影响因素和解决方法。 一、水分迁移路径的重要性 在锂离子电池极片的生产过程中，水分的迁移路径是至关重要的。水分的存在会影响极片的导电性能和化学稳定性，从而影响电池的循环寿命和安全性。水分的迁移路径直接关系到极片内部结构的形成和稳定性，影响着电池的总体性能。深入了解水分迁移路径对于提高锂离子电池的性能至关重要。 二、影响因素 在锂离子电池极片真空烘烤过程中，水分的迁移路径受到多种因素的影响。首先是极片的材料和结构，不同的材料和结构会影响水分的扩散速率和方向。其次是真空烘烤的温度和压力，这两个因素会影响水
分的汽化和扩散速率。极片内部的孔隙结构也会对水分的迁移路径产 生影响。在控制这些因素的基础上，才能够实现极片内部水分的均匀 迁移，确保电池的性能和安全性。 三、解决方法 针对水分迁移路径对锂离子电池性能的影响，可以采取一些解决方法。首先是优化极片的材料和结构，选择合适的材料和设计合理的结构可 以降低水分的迁移路径和扩散速率。其次是优化真空烘烤的温度和压力，合理控制这两个参数可以实现水分的均匀汽化和扩散。也可以通 过改善极片内部的孔隙结构，来提高水分的迁移路径和均匀性。综合 这些解决方法，才能够有效地降低水分迁移路径对电池性能的影响， 提高电池的循环寿命和安全性。 个人观点和理解 通过深入了解锂离子电池极片真空烘烤过程中水分迁移路径的重要性、影响因素和解决方法，我认识到了水分迁移路径对电池性能的重要影响。在未来的锂离子电池生产中，需要进一步研究和优化极片的材料 和结构，以及真空烘烤的温度和压力等参数，来降低水分的迁移路径 对电池性能的影响，提高电池的循环寿命和安全性。只有综合考虑这 些因素，才能够生产出更稳定、更安全、更高性能的锂离子电池产品。
锂电池极片水分检测仪使用方法和工作原理 在锂离子电池的制造过程中,有很多东西是必须严格控制的,一是粉尘,二是金属颗粒,三是水分。水分对锂离子电池影响巨大,主要会造成以下不良后果: 1、电解液变质,使电池铆钉生锈电池注液的时候,必须要在小于1%湿度的环境下,并且注液后赶快封口,阻止电池内部和空气接触。如果水分过高,电解液和水分反应,生成微量有害气体,对注液房环境有不良影响;这也会影响电解液本身的质量,使得电池性能不良;还会使电池铆钉生锈。 2、电池内部压力过大水分会和电解液中的一种成分反应,生成有害气体。当水分足够多时,电池内部的压力就变大,从而引起电池受力变形。如果是手机电池,就表现为鼓壳;如果是26650电池,就表现为高度超标。如果是32xxx电池,那防爆阀就会开裂,电池也就报废了。当内部压力再高的时候,电池就有危险了,爆裂使得电解液喷溅,电池碎片也容易伤人。 3、高内阻(High ACR电池在使用的时候,内阻小,就能进行大电流放电,电池的功率也就很高;如果内阻大,就不能进行大电流放电,电池的功率也就比较低。就比如手机电池,快没电的时候,可以收发短信,但不能打电话,一打电话就关机。这是因为打电话的时候,需要的功率大于收发短信所需。 4、高自放电(HSD自放电,是指电池在不使用的情况下,电量也会损耗。当这个损耗在规定的情况下超过一定量之后,这只电池就被认为是高自放电,成为B品或报废电池。HSD 很严重的时候,充满电的电池,过不了多久,电量就会损耗殆尽,甚至使的电池的电压变为0V。任何情况下锂离子电池电压是不能低于2.0V的,如果电压低于2.0V,电池就会出现不可逆转的化学反应,就失去了循环充放电的能力,电池也就报废了。对于客户(使用者而言,自放电所引起的结果就是,手机今天充电,明天就没电,电动车今天骑来公司的时候,还是满电的,下班的时候,就已经没有电了,汽车停在停车场半个月,重新启动时没有电了。这些,都是自放电电池在客户端的表现,它会让电池失去使用功能,而导致客户非常不满。如果有5%的电池高自放电,当产量达到
锂离子电池电解液研究现状及展望 锂离子电池电解液研究现状及展望 摘要：锂离子电池电解液及其关键材料的研究日益受到广泛地重视。电解液作为锂离子电池重要组成部分，其性能优劣对锂离子电池的发展是极大地制约。以锂离子电池工作环境要求不同，电解液可分为高温型电解液、低温型电解液和安全型电解液，阐述了近几年锂离子电池电解液的技术研发现状，展望了锂离子电池电解液的未来发展趋势。 关键词：锂离子电池；电解液；溶剂；锂盐；添加剂 锂离子电池自1990年实现规模生产以来，以比其它二次电池（铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池）所不能比拟的优越电性能及外型可变优势迅速占领了许多市场领域，得到了迅猛的发展。已广泛应用于手机、笔记本电脑、PDA、摄像机、数码相机、移动DVD、MP3、电动车、电动工具等领域，已成为各种现代化移动通讯设备、电子设备、交通设备等不可缺少的部件。 锂离子电池电解液是锂离子电池必需的关键材料，在电池中正负极之间起到传导电子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。伴随着锂离子电池的快速发展，我国锂离子电池所需的电解液生产也从无到有、从小到大发展壮大起来，对锂离子电池的发展起到了非常重要的支撑作用。 本文按照锂离子电池的工作环境要求，将锂离子电池电解液分为以下三个方面：高温型电解液、低温型电解液、安全型电解液，阐述了近几年锂离子电池电解液的技术研发现状。 1．锂离子电池高温型电解液研究 锂离子电池在长时间工作状态下，电池内部温度会升高，局部温度可能达到70~80℃，普通电解液在高温下可能会发生一些副反应，影响电池的性能。通过在普通电解液中加入功能添加剂制备成高温型电解液，在不影响常规性能的前提下，可以提高电池的高温性能。 1.1 磺酸酯添加剂研究 固体电解质相间界面（solid electrolyte interphase，简称SEI）膜在锂离子电池中具有重要的意义，SEI膜的质量对提高锂离子
水分对磷酸铁锂的影响 摘要：为了研究水对碳包覆LiFePO4的影响，我们进行了化学分析，结构分析（ X射线衍射分析，扫描电镜，透射电镜），光谱分析（红外光谱，拉曼光谱）和磁测量分析。将磷酸铁锂浸泡在水中，部分样品会漂浮在水面，而大部分会沉降。我们对漂浮部分和沉降的部分都进行了分析，发现漂浮的部分与沉降部分的区别只是碳含量不同。磷酸铁锂浸泡在水中，几分钟内无碳包覆的颗粒会与水迅速反应，但是无论是水热反应还是固相反应合成法生产的磷酸铁锂，碳包覆层都不能阻止水分的渗透，渗透了水的碳层就不能保护内层的LiFePO4，但水分子对LiFePO4的化学侵蚀仅限于粒子表层（几纳米厚）。如果磷酸铁锂颗粒仅仅是接触到潮湿的空气，碳包覆层对粒子的保护则更有效。在这种情况下，Li有亲水性，在一段时间内（几周）磷酸铁锂接触潮湿的空气后表层锂也会与水发生锂化反应；但是如果将该吸水的样品干燥后，其电化学性能可以恢复。 1. 介绍 LiFePO4作为锂电池正极材料10年前就有报道 [1] 。由于该材料的电导率低，曾引起广泛的研究和讨论[2] 。将LiFePO4外包覆一层碳就能 [ 3-5 ]解决电导率的问题，现在LiFePO4电池已经商品化了，该材料和含钴化合物相比有很多的优点[1,4,5] ，如环保，安全等。过去，不含杂质的LiFePO4妨碍了磷酸铁锂电化学性能的发挥，但是现在通过掺杂技术大规模生产的磷酸铁锂，其容量已经越来越接近170Ah/kg.的理论容量值。 磷酸铁锂电池已经在全球得到了广泛的应用，但是还需要对其抗滥用的能力进行深入研究，抗滥用能力不够使电池需要采取昂贵的保护措施防止过充过放等。LiFePO4有显著的热稳定性，但对其寿命特征还需要进一步的研究。最近，空气对磷酸铁锂的影响已经有人研究过。特别的，对暴露在空气中几个星期到一年的LiFePO4的伏安特性的衰减进行了检测。不仅在烧结合成过程，而且在环境空气中的储存期引入的杂质都不可避免的要影响到磷酸铁锂电池的使用寿命和比容量[10] 。最近人们对放置在空气中仅一天的LiFePO4的粒子进行了研究[11,12]。在此较短的时间内预计只会对部分锂离子的脱嵌造成影响，而不会形成杂相，因此只会对电池的首次循环造成影响[11] 。
锂离子电池及其冷热性能研究 锂离子电池作为一种广泛应用于可穿戴设备、移动通信、电动车辆等领域的电池技术，其优势在于高能量密度、长 循环寿命和环境友好性。然而，在特殊温度条件下，锂离 子电池的性能会受到不同程度的影响，这就需要对锂离子 电池的冷热性能进行研究，以提高其使用效果和安全性。 一、锂离子电池的基本原理及结构 锂离子电池的基本原理是通过锂离子在正负极材料之间 的迁移来实现电荷的储存和释放。一般来说，锂离子电池 由正极、负极和电解质三个主要部分组成。正极和负极材 料通常采用锂化合物，如锰酸锂、钴酸锂和磷酸铁锂等。 电解质一般是由有机溶剂和锂盐组成，用于形成锂离子的 导电通道。 二、锂离子电池的冷热性能研究现状 1. 温度对锂离子电池性能的影响 温度是影响锂离子电池性能的重要因素之一。低温 （<0℃）和高温（>60℃）条件下，锂离子电池的容量、
功率和循环寿命都会受到不同程度的影响。低温会导致电 解质的电导率下降、锂离子在电极表面的吸附效果变差， 从而限制了电池的放电能力。高温则会促进电解质的腐蚀、正负极材料的结构破坏，导致电池容量的衰减和循环寿命 的减少。 2. 提高锂离子电池冷热性能的方法 为了提高锂离子电池的冷热性能，科研人员采取了一系 列的方法和措施。在低温下，可以通过优化电池结构和改 变电池材料的组合来改善电池的性能。例如，将电池内部 添加导热剂，提高电池的导热性能，增加电池在低温下的 放电能力；采用高性能电解质，提高电池的导电性能，降 低电解质在低温下的阻抗；优化电池的隔膜结构，减少低 温下的纳米颗粒团聚。在高温下，可以通过改变电解质的 组分、引入抗氧化剂等手段来改善电池的性能。另外，也 可以通过电池温控系统来控制电池的工作温度，以降低温 度对电池的影响。 三、锂离子电池冷热性能研究的挑战和展望
锂电池正极材料的质量管理 导读:众所周知，正极材料是锂离子电池的关键核心材料之一，其性能直接影响了锂离子电池的各项性能指标，目前已经市场化的锂离子电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品。 锂离子电池的性能与正极材料的质量息息相关。该文介绍了几种对锂离子电池性能有显著影响的正极材料的失效形式，如混入金属异物、水分超标、批次一致性差等，阐明了这些失效形式对电池性能造成的严重危害，以及从质量管理角度对如何避免这些失效的发生进行了说明，为进一步预防质量问题的发生、提高锂离子电池的品质作出有力保证。众所周知，正极材料是锂离子电池的关键核心材料之一，其性能直接影响了锂离子电池的各项性能指标，目前已经市场化的锂离子电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品。相比于锂离子电池的其他原材料，正极材料的品种更加多样化，生产工艺也更加复杂，品质失效的风险也就更大，因而对其质量管理的要求也就更高。该文从材料使用者的角度谈一谈锂离子电池正极材料常见的失效形式以及相应的预防措施。 1、正极材料中混入金属异物 当正极材料中存在铁( Fe )、铜(Cu )、铬(Cr )、镍(Ni)、锌(Zn)、银(Ag)等金属杂质时，电池化成阶段的电压达到这些金属元素的氧化还原电位后，这些金属就会先在正极氧化再到负极还原，当负极处的金属单质累积到一定程度，其沉积金属坚硬的棱角就会刺穿隔膜，造成电池自放电。
自放电对锂离子电池会造成致命的影响，因而从源头上防止金属异物的引入就显得格外重要。 正极材料生产工序较多，制造过程中的每一个环节都会有金属异物引入的风险，这就对材料供应商的设备自动化程度及现场质量管理水平提出了更高要求。但材料供应商往往由于成本限制，其设备自动化程度较低，生产制造工序断点较多，不可控的风险增加。 因此，电池制造商为了保证电池性能稳定，预防自放电发生，必须推动材料供应商从人、机、料、法、环五大方面防止金属异物引入。 首先从人员管控开始，应禁止员工携带金属异物进入车间，禁止佩戴首饰，进入车间应着工作服、工作鞋，戴手套，避免接触金属异物后再接触粉料。要建立监督检查机制，培养员工的质量意识，使其自觉遵守并维护车间环境。 生产设备是异物引入的主要环节，比如跟物料接触的设备部件和工具出现生锈、固有材质磨损等现象;未直接跟物料接触的设备部件和工具，粉尘粘附后因车间气流作用漂浮到物料中。根据影响程度，可采取不同的处理方式，如刷漆、更换为非金属材质涂层(塑料、陶瓷类)、裸露金属部件进行包裹等。管理者还应制定相应的规章制度，对如何管理金属异物进行明确规定，制定点检表，要求员工定期检查，防患于未然。 原材料是正极材料中金属异物的直接来源，应对购买的原材料进行金属异物含量的规定，入厂后应严格检验，保证其含量在规定的范围内。如果原材料的金属异物含量超标，后续工序很难将其除去。 为了除去金属异物，电磁除铁已成为生产正极材料的必经工序，电磁除铁机被普遍使用，但该设备对非磁性金属物质如铜、锌等不起作用，因此车间应避免铜、锌部件的使用，如必须要用到也尽量不要与
锂离子电池对电解液量需求及电解液量对电池性能的影响 2010年06月11日作者：杉杉科技技术支持中心来源：《化学与物理电源系统》第17期编辑：ser 1 前言 通用的锂离子电池电解液由无机锂盐电解质和有机碳酸酯组成，作为锂离子迁移和电荷传递的介质，是锂离子电池不可或缺的重要组成部分，是锂离子电池获得高电压、高能量密度、高循环性能等优点的基础。电解液开发和设计过程中，可以通过提高电解液纯度、调节锂盐浓度和溶剂组成、使用功能添加剂来控制和改善电解液的杂质含量、导电率、粘度、温度窗口等理化性能。在电池设计过程中，不可忽略正负极材料与电解液的兼容性，针对不同的正负极体系选择恰当的电解液体系是电池获得优异性能的前提。选择了恰当的正负极与电解液体系，并不能保证电池具备高能量密度、长循环寿命和高安全性等优点，还要确定恰当的电解液量。本文考察了电解液量对锂离子电池容量、循环性能、安全性能的影响以及不同正极材料体系对电解液量的需求差异。 2 实验方法 选取523450方型铝壳型号作为实验电芯型号，正极活性物质相应分别采用钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂，设计压实密度分别为3.9g/cm3、3.45g/cm3、2.8g/cm3、2.3g/cm3；负极采用人造石墨，设计压实密度为1.55g/cm3，电解液体系为1M LiPF6/（EC/EMC/DEC/MPC/添加剂），密度为1.23g/cm3。其中钴酸锂电芯1C倍率的标称容量为1000mAh，镍钴锰酸锂电芯1C倍率的标称容量800mAh，锰酸锂电芯1C倍率的标称容量为600mAh，磷酸铁锂电芯1C倍率的标称容量为600mAh。根据不同正极，按照工艺分别制成523450铝壳方型电芯100只。 相应各取只未注液电芯，采用真密度仪测试封口前后的体积，计算电芯内部的空间体积，此体积乘以电解液的密度，即可得到电芯的最大注液量。根据电芯内部空间测试结果，制定注液梯度，进行对比实验。将剩余电芯平均分配后，按照注液梯度进行注液，再按正常工艺完成化成、封口等工序后称量电芯的重量，电芯老化后留待测试。 3 结果与讨论 3.1 不同类别电芯的电解液量需求 为评估523450型钴酸锂电芯、镍钴锰酸锂电芯、锰酸锂电芯、磷酸铁锂电芯的最大注液量，每种电池各取5只电芯，测得其卷芯厚度、内部空间体积的平均值如表1所示，并计算出不同类别电池的最大注液量。从中可见，因电芯型号相同，各类别电芯的卷芯实际厚度基本没有明显差别，但因不同类别正极活性物质的真密度以及正极极片的压实密度差异，造
01 六西格玛设计 按目前中国中国制造业的水平来说，能实施六西格玛设计的单位不多，一是因为该知识本身就属于六西格玛当中稍难一些的，二是如若制程能力就是达不到需求且产品也没有那么多余量给我们、则不可能实际执行六西格玛设计。 02 影响锂离子电池循环性能的几个因素 循环性能对锂离子电池的重要程度无需赘言；另外就宏观来讲，更长的循环寿命意味着更少的资源消耗。因而，影响锂离子电池循环性能的因素，是每一个与锂电行业相关的人员都不得不考虑的问题。以下文武列举几个可能影响到电池循环性能因素，供大家参考。 材料种类：材料的选择是影响锂离子电池性能的第一要素。选择了循环性能较差的材料，工艺再合理、制成再完善，电芯的循环也必然无法保证；选择了较好的材料，即使后续制成有些许问题，循环性能也可能不会差的过于离谱（一次钴酸锂克发挥仅为135.5mAh/g左右且析锂的电芯，1C虽然百余次跳水但是0.5C、500次90%以上；一次电芯拆开后负极有黑色石墨颗粒的电芯，循环性能正常）。从材料角度来看，一个全电池的循环性能，是由正极与电解液匹配后的循环性能、负极与电解液匹配后的循环性能这两者中，较差的一者来决定的。材料的循环性能较差，一方面可能是在循环过程中晶体结构变化过快从而无法继续完成嵌锂脱锂，一方面可能是由于活性物质与对应电解液无法生成致密均匀的SEI膜造成活性物质与电解液过早发生副反应而使电解液过快消耗进而影响循环。在电芯设计时，若一极确认选用循环性能较差的材料，则另一极无需选择循环性能较好的材料，浪费。 正负极压实：正负极压实过高，虽然可以提高电芯的能量密度，但是也会一定程度上降低材料的循环性能。从理论来分析，压实越大，相当于对材料的结构破坏越大，而材料的结构是保证锂离子电池可以循环使用的基础；此外，正负极压实较高的电芯难以保证较高的保液量，而保液量是电芯完成正常循环或更多次的循环的基础。 水分：过多的水分会与正负极活性物质发生副反应、破坏其结构进而影响循环，同时水分过多也不利于SEI膜的形成。但在痕量的水分难以除去的同时，痕量的水也可以一定程度上保证电芯的性能。可惜文武对这个方面的切身经验几乎为零，说不出太多的东西。大家有兴趣可以搜一搜论坛里面关于这个话题的资料，还是不少的。 涂布膜密度：单一变量的考虑膜密度对循环的影响几乎是一个不可能的任务。膜密度不一致要么带来容量的差异、要么是电芯卷绕或叠片层数的差异。对同型号同容量同材料的电芯而言，降低膜密度相当于增加一层或多层卷绕或叠片层数，对应增加的隔膜可以吸收更多的电解液以保证循环。考虑到更薄的膜密度可以增加电芯的倍率性能、极片及裸电芯的烘烤除水也会容易些，当然太薄的膜密度涂布时的误差可能更难控制，活性物质中的大颗粒也可
工艺学习主要了解有以下问题： 1．正负极烘烤主要参数（如：烘烤时间、真空度、温度）N2是氮气的意思，了解加热一和加热二有什么区别？备注：极卷烘烤是否根据材料来桷定是否烘烤，还是所有的材料都要烘烤？ 答：极卷烘烤没有第二次加热，正负极烘烤箱主要参数：烘烤最短4h最长不得超过48h，正负极真空度为0.9-1.0mpa,正极烘烤温度为80℃,负极烘烤温度为60℃.N2压为200-220pa. 极卷烘烤可根据材料来决定是否烘烤,出水性配方外,油性配方都有烘烤.为了防止水份浸入箔与料之间,影响电池性能.此烘烤箱上有两个温度，一个是设置温度，一个是辅助温度。 2．正极箔材600mm，负极箔材610mm，从2009-12-1开始610mm 3．详述冲片，冲片机工作方式或是冲片流程？ 答：冲片机工作方式：冲片机是一个大型的冲床机，冲床中间有一套做好完整的模具。也是我们所需要的模型装置。我们把模具装在冲床上，安装好后。打开电源开关，机器开始运行，当机器转动时，我们踏一下脚踏开关。模具相互压切，我们所需要的模型就出来了。 冲片流程：1）打开冲片机电源。 2）打开脚踏模式 3）按下起动按钮 4）用钢尺定位。定工艺所需尺寸 5）用手把极片放到定位处使极片和模具边缘档位块平齐 6）用脚采下脚踏器。机器下压载切 7）取出载切完毕的极片。 4．辊压这一步如何实施？有无设备？ 5．高压测短路，电压500V、内阻2000MΩ（兆欧）。高压测试仪如何工作？ 高压测短路的工作原理：被测物（未加电解液的锂电池）的总能量相当电容器和电阻组成的并联电路，被测物的能量有绕组产生的能量提供，当电池绝缘良好时，由于高电阻的原因，施加在被测物上的能量被电容器件消耗，电流转换成的电压，持续电压曲线是作为监测OK或NG的判断。 6．底部胶表示方法：厚*宽*长、如：30*60um、30代表宽度，60um代表厚度。 7．底部胶纸两端外露长度，多少mm为标准长度、外露有什么作用？ 答：底部胶贴长5-10mm为标准。外露是为了保证在入壳时壳口划伤底侧隔膜。 8．同型号电芯用不同方法焊接对电芯有什么影响？如倍率放电、内阻、循环有何影响？ （1）首先查找负极超声波焊接机功率、频率、以铜箔10um来计算，正极铝箔以20um来计算，该设备可焊铜箔铝箔各多少层？要保证焊接效果的情况下！ TARTNO：1 TIME Trigger time 1.00ses Weld time 0.70sec Welding time 5.0bor Amplitade 70% Hold time 0.05sec Afaer bnrst time 0.1sec该设备可焊铝箔60层,铜箔可焊70层,是实验得出. （2）焊接机焊头宽度和长度？60*6 （3）焊接铜箔后焊接区域宽度和长度？45*5 9．正极所采用焊接和连接两种方式？工艺取其一？ 答：现有工艺采用超焊后连接方式。 10．了解工艺流程方形入壳如何操作？ 答：放电芯-正极焊接-负极焊接-甩壳卡盖板、甩壳机： 1打开甩壳机电源、
锂离子电池内阻影响因素 随着锂电池的使用，电池性能不断衰减，主要表现为容量衰减、内阻增加、功率下降等，电池内阻的变化受温度、放电深度等多种使用条件的影响。因此，本文主要从电池结构设计、原材料性能、制程工艺和使用条件等方面阐述了影响电池内阻的因素。 一、结构设计影响 在电池结构设计中，除了电池结构件本身的铆接及焊接之外，电池极耳的数量、尺寸、位置等直接影响电池内阻大小。在一定程度内，增加极耳数量，可有效降低电池内阻。极耳位置也能影响电池的内阻，极耳位置在正负极极片头部的卷绕电池内阻最大，且相较于卷绕式电池，叠片式电池相当于几十片小电池并联，其内阻更小。 二、原材料性能影响 1 正负极活性材料 锂电池中正极材料是储Li一方，更多的决定了锂电池的性能，正极材料主要通过包覆与掺杂来改善颗粒之间的电子传导能力。如掺杂Ni后增强了P-O键的强度，稳定了LiFePO4/C的结构，优化了晶胞体积，可有效降低正极材料的电荷转移阻抗。 而通过电化学热耦合模型仿真分析得知在高倍率放电条件下，活化极化特别是负极活化极化的大幅增加是极化严重的主要原因。减小负极颗粒粒径可以有效减小负极活化极化，当负极固相粒径减小一半时，活化极化可降低45%。因此，就电池设计而言，正负极材料本身的改善研究也是必不可少的。
2 导电剂 石墨和炭黑因其良好性能，在锂电池领域应用广泛。相对于石墨类导电剂，正极添加炭黑类导电剂的电池倍率性能更优，因为石墨类导电剂具有片状颗粒形貌，大倍率下引起孔隙曲折系数较大增长，易出现Li液相扩散过程限制放电容量的现象。而添加了CNTs的电池其内阻更小，因为相对石墨/炭黑与活性材料的点接触，纤维状的碳纳米管与活性材料属于线接触，可以降低电池的界面阻抗。 3 集流体 降低集流体与活性物质间的界面电阻，提高两者之间的粘结强度是提升锂电池性能的重要手段。在铝箔表面涂覆导电碳涂层和对铝箔进行电晕处理可有效降低电池的界面阻抗。相较普调铝箔，使用涂碳铝箔可以使电池的内阻降低65%左右，且可降低电池在使用过程中内阻的增幅。 经电晕处理的铝箔交流内阻可降低20%左右，在常使用的20%~90%SOC 区间内，直流内阻整体偏小且随放电深度的增加，其增幅逐渐较小。 4 隔膜 电池内部的离子传导需依赖电解液中Li离子通过隔膜多孔的扩散，隔膜的吸液润湿能力是形成良好离子流动通道的关键，当隔膜具有更高的吸液率和多孔结构时，能提升导电性减小电池阻抗，提高电池的倍率性能。相较普通基膜，陶瓷隔膜和涂胶隔膜不但能大幅提高隔膜的高温耐收缩性，而且可增强隔膜的吸液润湿能力，在PP隔膜上增加SiO2陶瓷涂层，可使隔膜的吸液量增加17%。在PP/PE复合隔膜上涂覆1μm的PVDF-HFP，隔膜吸液率由70%增加到82%，电芯内阻下降20%以上。
锂离子电池中SBR的机理及作用详解SBR作为锂离子电池的辅材之一，虽然用量极少（仅用于石墨负极材料的匀浆和涂布），但是不可或缺的组成部分。极片涂布过程中因为烘干速度溶剂的挥发影响SBR的迁移，造成SBR不同的分布状态，形成的浆料和极片微观结构都有大的差异，形成的微观结构也直接影响到电池的性能。 SBR使用不合理，会造成极片微观结构差异，影响石墨负极粘结性能，在辊压时容易出现黏辊；影响石墨负极与铜箔之间的粘结性能，极片在电池充放电过程中容易极化，引起负极掉料降低电池的使用寿命。因此对SBR正确的认识、分析SBR对锂电池性能的影响，合理使用SBR 对锂离子电池有重要的意义。 1、SBR连接机理 首先了解一下SBR在浆料中如何才能起到黏接剂的作用。只有石墨和炭黑颗粒均匀分散在浆料和极片中，锂离子电池才能表现出较好的性能。石墨和炭黑颗粒因为都是表面疏水性、非极性，没有添加剂其在水中发生聚集不能分散。石墨负极与炭黑分散时以阴离子分散剂为主，以非离子分散剂为辅，可以取得稳定的分散体系，一般负极石墨负极选用SBR和CMC两者协同作为黏结剂，CMC称为增稠剂，SBR称为黏结剂。 选用SBR和CMC两者协同作为黏结剂的原因： 1）SBR黏结性虽然很强，但不能长时间高速搅拌。如果匀浆时加入SBR后再长时间的搅拌，SBR容易破乳，因其结构遭到破坏而降低
了黏结性，一般SBR选择在搅拌后期加入低速搅拌，浆料配备后如果不能进行涂布，需要低速搅拌代替静置。另外SBR分散效果不好，过多的SBR会产生较大溶胀，所以不单独用SBR作为黏结剂。 2）CMC对于负极石墨的分散能够起到很好的作用。CMC在水溶液中会分解，其分解产物将在石墨表面吸附，吸附后石墨颗粒因静电而相互排斥，达到很好分散效果。当CMC的比例很高时，多出来CMC没有吸附到石墨颗粒表面，这些CMC结合导致相互之间的引力大于吸附后石墨颗粒之间的斥力，形成的石墨颗粒团聚。CMC呈脆性，如果黏结剂只用CMC配备石墨负极浆料，在后序制片过程中，辊压时石墨负极会出现塌陷，分切时出现严重的掉粉。 3）匀浆工艺中CMC和SBR合理比例混合可以互相弥补缺陷，因而石墨负极浆料具有良好的涂布性能。CMC和SBR与石墨、炭黑之间的配比需要通过一系列的试验数据，然后选择优化的配比方案。另外CMC和SBR混合的方式及搅拌工艺也对浆料性能产生影响，这些都需要时间过程中通过试验数据摸索稳定的工艺，其中SBR主要起黏结、CMC起增稠作用。不同的CMC/SBR/石墨/炭黑都需要优化工艺来获得最佳的浆料性能。 从电池负极的组成来看，石墨约用96份、SBR约用1.5～2.3份，但是石墨的比表面积是最小的，SBR膜覆盖在石墨颗粒的表面，以及存在与石墨颗粒的中间，SBR之间形成连接网络起到桥梁作用。同时SBR 颗粒只有150nm左右单独SBR颗粒没有连接力，在浆料中只有很多SBR 结合在一起形成SBR膜，才能形成连接力对石墨负极颗粒起到黏结的
电解液对锂离子电池性能的影响 郭米艳;李静 【摘要】锂离子电池的性能与电解液有着密切的关系.电解液的组成主要是:有机溶剂、锂盐、添加剂.本文综述了电解液组成对锂离子电池电化学性能的影响规律； 探讨了电解液量对锂离子电池性能的影响以及不同正极材料锂离子电池对电解液量的需求. 【期刊名称】《江西化工》 【年(卷),期】2012(000)001 【总页数】5页(P16-20) 【关键词】锂离子电池;电解液;有机溶剂;电解质锂盐;添加剂 【作者】郭米艳;李静 【作者单位】盐光科技(武汉)有限公司,湖北鄂州 436000;华烁科技股份有限公司, 湖北鄂州 436000 【正文语种】中文 锂离子电池具有高能量密度、高电压、循环性能好等优点，被广泛应用于电子产品，并将扩大到电动汽车领域，是当今国际公认的理想化学能源［1－3］。锂离子电 池由正极、负极、隔膜、电解质四大关键材料组成，锂离子电池电解质多为液态即电解液。电解液在电池正负之间起到传到电子的作用。电解液的性能直接影响锂离子电池的综合性能［4－6］。本文就电解液的组成、电解液量对锂离子电池性能
的影响规律进行初步探索。 一、电解液的组成 由于锂离子电池充放电电位高，且正极嵌有化学活性较大的锂，因此电解液必须满足以下几个要求:化学稳定性高，离子导电率高，温度范围较宽，安全无毒，对正 负极呈惰性［7－9］。电解液组成一般包括三个部分:有机溶剂、电解质锂盐、必 要的添加剂［10－15］。 1.有机溶剂 (1)组成 有机溶剂是电解液的主体部分，主要是提供锂离子迁移的媒介和条件。有机溶剂分三大类:质子溶剂、非质子溶剂和惰性溶剂。由于锂离子电池负极的电位与锂接近，非常活泼，必须使用非水、非质子性有机溶剂［16］。为了保证锂离子电池良好 的电化学性能，组成电解液的溶剂体系要求具有高介电常数、低粘度、高沸点、低熔点等特点［17］。锂离子电池电解液常用溶剂有EC(碳酸乙烯酯)、DEC(碳酸二乙酯)、DMC(碳酸二甲酯)、PC(碳酸丙烯酯)、EMC(碳酸甲乙酯)等。 图1 电解液的成分与结构 表1 有机溶剂的物理化学特性物质还原电位V (vs Li+/Li)氧化电位V (vs Li+/Li) 溶点℃ 沸点℃ 粘度CP 介电常数ρ/(g.cm－3) EC 0.045 6.245 37 238 1.9 90 PC 0.045 6.645 －49 242 1.2 65 DEC 0.045 6.745 －43 127 0.98 2.8 DMC 0.045 6.745 3 90 0.59 3.1 EMC 0.045 6.745 －55 108 0.65 2.9 从图1看有机溶剂的结构分线型和环状两类。从表1中看，环状碳酸酯(EC、PC) 较线型脂肪碳酸酯(DMC、DEC、EMC)具有较高的粘度、介电常数、沸点。单一 溶剂很难同时具有高的介电常数和低的粘度，因此可将有机溶剂混和使用。EC由 于性能稳定，在石墨负极表面不发生分解，成为锂离子电池电解液的基础组分。谭玲生［18］等人考察了以PC、EC、DEC、DMC等组成的混合溶剂体系电解液对