第一篇：鋰離子電池

ENSTA ParisTech 是一所培養(yǎng)有能力在國(guó)際經(jīng)濟(jì)環(huán)境約束下設(shè)計(jì)，實(shí)施和復(fù)雜項(xiàng)目管理的工程師的 “工程師大學(xué)校”。法國(guó)國(guó)立高等先進(jìn)科技學(xué)校（ENSTA ParisTech）在法國(guó)教育體系中占有特殊的地位。它是法國(guó)最優(yōu)秀的工程師學(xué)校之一。學(xué)校每年頒發(fā)約180個(gè)工程師學(xué)位。

學(xué)校的通用教育模式讓學(xué)生能適應(yīng)眾多領(lǐng)域的工作：汽車(chē)、鐵路、船舶工業(yè)，核能源，海洋可再生能源，機(jī)器人技術(shù)，金融數(shù)學(xué)，海洋學(xué)或環(huán)境學(xué)等等。學(xué)校的大部分畢業(yè)生的第一份工作一般都在企業(yè)的研發(fā)部或者企劃部，不久便能達(dá)到管理和項(xiàng)目總監(jiān)的位置。ENSTA ParisTech是由法國(guó)國(guó)防部領(lǐng)導(dǎo)下的公共教育科研機(jī)構(gòu)。

參加學(xué)校的教學(xué)活動(dòng)的，不僅有ENSTA ParisTech的教師，研究員，還有在經(jīng)濟(jì)，工業(yè)領(lǐng)域了解最新技術(shù)革新的教員。

科研是 ENSTA ParisTech 的另一主要任務(wù)。學(xué)校的五大系和法國(guó)、歐洲乃至全球的其他大學(xué)以及科研機(jī)構(gòu)在多個(gè)領(lǐng)域都有科研合作。大量來(lái)自CNRS，INSERM 和綜合理工的科研人員和 ENSTA 的教授共同開(kāi)展科研活動(dòng)。

ENSTA 教授授于學(xué)生們的知識(shí)充分迎合企業(yè)的需求。課程的設(shè)計(jì)就是為了讓學(xué)生們將來(lái)能方便地融入企業(yè)生活，盡快地從高技術(shù)含量的崗位（研發(fā)部門(mén)，企劃部門(mén)）轉(zhuǎn)移到能夠管理和統(tǒng)籌項(xiàng)目的職位。ENSTA 致力于帶給該校的工程師們?cè)鷮?shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，以便他們將來(lái)能從事同時(shí)具備多種職責(zé)的工作，這是當(dāng)今和將來(lái)的工程師將面對(duì)的典型挑戰(zhàn)。工程師們需要關(guān)心的內(nèi)容往往很少局限于某一特殊的技術(shù)領(lǐng)域。

教學(xué)計(jì)劃中安排有10個(gè)月的實(shí)習(xí)，所有的學(xué)生都擁有至少3個(gè)月在國(guó)外的學(xué)習(xí)或?qū)嵙?xí)經(jīng)歷。ENSTA ParisTech的工程師教育共三年（第一年只針對(duì)通過(guò)參加公共選拔的學(xué)生）。每學(xué)年分為兩學(xué)期，包含三個(gè)學(xué)時(shí)相近的大的教學(xué)模塊： 公共的科學(xué)課模塊（約500學(xué)時(shí)）約700學(xué)時(shí)的自主選擇的科學(xué)課模塊 約700學(xué)時(shí)的經(jīng)濟(jì)，語(yǔ)言，文化課模塊

ENSTA 的教學(xué)同時(shí)包括一些實(shí)習(xí)和實(shí)踐課題項(xiàng)目。第二學(xué)年（碩士課程第一年）結(jié)束前的研究實(shí)習(xí)是學(xué)生第一次接觸科研的機(jī)會(huì)。第一學(xué)年，第二學(xué)年中的工業(yè)實(shí)習(xí)以及第三學(xué)年的畢業(yè)實(shí)習(xí)讓學(xué)生有機(jī)會(huì)更多的了解公司。為了向?qū)W生提供國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，學(xué)校要求學(xué)生有一段在國(guó)外的教育經(jīng)歷。這種經(jīng)歷可以是很多形式，例如公司里的實(shí)習(xí)，合作學(xué)校的學(xué)習(xí)等。

“工程師文憑” 教學(xué)二年級(jí)（相當(dāng)于工科碩士一年級(jí)）以?xún)蓚€(gè)半月的理科核心課程為開(kāi)端，期間主修應(yīng)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)，力學(xué)，編程以及信息技術(shù)。

第二學(xué)期，學(xué)生有數(shù)個(gè)可自選的獨(dú)立單元課程。針對(duì)目前的科研發(fā)展，這些課程為學(xué)生完成自主實(shí)驗(yàn)室科研項(xiàng)目（“PPL”）提供了必要的知識(shí)。（“PPL”）是一項(xiàng)科研性的實(shí)習(xí)。從五月上旬開(kāi)始，持續(xù)時(shí)間在兩個(gè)月到四個(gè)月之間。學(xué)生要獨(dú)自在 ENSTA 的校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室或是學(xué)校在法國(guó)或者國(guó)外的科研合作隊(duì)伍中完成個(gè)人的科研項(xiàng)目。除了理工科課程以外，學(xué)生要接受法律，經(jīng)濟(jì)，管理，文化，交流和外語(yǔ)教學(xué)。這些課程貫穿整個(gè)全年，除了最后學(xué)生做 PPL 的兩個(gè)月。

工科碩士的第二年針對(duì)工業(yè)應(yīng)用，主攻高級(jí)專(zhuān)業(yè)化課程。為此，除了全面的工程學(xué)教學(xué)，學(xué)生還將會(huì)獲得成為某一個(gè)特定領(lǐng)域的工程師所需要的專(zhuān)業(yè)技能，使他們能在這個(gè)領(lǐng)域開(kāi)啟自己的職業(yè)生涯。

學(xué)生需要在學(xué)校提供的專(zhuān)業(yè)中作出選擇。某個(gè)專(zhuān)業(yè)有四個(gè)單元的課程，每個(gè)單元課程包括84小時(shí)的教學(xué)時(shí)間。對(duì)于大部分專(zhuān)業(yè)，學(xué)生能在眾多的單元課程中進(jìn)行選擇。這些選擇主要取決于他們對(duì)自己將來(lái)的職業(yè)道路的規(guī)劃和側(cè)重點(diǎn)。學(xué)校通常組織教學(xué)旅行，以便讓學(xué)生們能對(duì)相關(guān)的職業(yè)有更具體的認(rèn)識(shí)。專(zhuān)業(yè)方向選擇

除了經(jīng)濟(jì)，管理，法律的課程外，學(xué)生還將參加ATHENS programme。同時(shí)，學(xué)校還設(shè)有語(yǔ)言，求職面試課程。工程師教育以第二學(xué)期的畢業(yè)實(shí)習(xí)（“PFE”）結(jié)束。它通常以公司實(shí)習(xí)的形式進(jìn)行，學(xué)生以年輕工程師的身份在法國(guó)或者國(guó)外的公司實(shí)習(xí)。畢業(yè)實(shí)習(xí)項(xiàng)目也可以在某一研究機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室做先進(jìn)的科研項(xiàng)目。

畢業(yè)實(shí)習(xí)項(xiàng)目（法語(yǔ)頁(yè)面）

公司實(shí)習(xí)在鍛煉工程師學(xué)生的過(guò)程中起著重要的作用。它是連接職業(yè)世界不可替代的橋梁，通過(guò)它，學(xué)生認(rèn)識(shí)到職業(yè)世界的多樣性，利害關(guān)系和需求。它同時(shí)也讓學(xué)生對(duì)工程師這個(gè)職業(yè)有了更清楚的認(rèn)識(shí)，幫助他選擇將來(lái)自己希望工作的領(lǐng)域。

學(xué)校有將近700 名輔助教師。這些教師都是專(zhuān)職工程師。他們?cè)?ENSTA 的教學(xué)中給學(xué)生提供了最新工業(yè)領(lǐng)域的專(zhuān)門(mén)知識(shí)。學(xué)校第三年的課程（從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)更具實(shí)踐性）是這一系統(tǒng)的最大受益者。每一個(gè)專(zhuān)業(yè)都有一名學(xué)校的專(zhuān)職教師授 課，他們從學(xué)校的輔助教師那里得到各種幫助，而輔助教師們也在需要時(shí)與其余老師商討某些特殊的知識(shí)點(diǎn)。

為了呼應(yīng)工業(yè)界的普遍意愿和發(fā)展對(duì)環(huán)境的考慮更周到、更節(jié)能的公共機(jī)動(dòng)能力，電動(dòng)車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)碩士的課程由4個(gè)巴黎高科的工程師大學(xué)校（國(guó)立高等工程技術(shù)學(xué)院（Arts et Métiers ParisTech），國(guó)立高等先進(jìn)技術(shù)學(xué)院（ENSTA Paristech），國(guó)立高等礦業(yè)學(xué)院（Mines ParisTech），國(guó)立高等路橋?qū)W院（Ecole des Ponts ParisTech）），在雷諾公司的合作下，與法國(guó)電力集團(tuán)和汽車(chē)產(chǎn)業(yè)集團(tuán)的支持下聯(lián)合開(kāi)設(shè)。

這種直接面向未來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)需求的職業(yè)化創(chuàng)新技術(shù)的培訓(xùn)，目標(biāo)在于取得和加深從傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛到電動(dòng)車(chē)輛轉(zhuǎn)變所需必要的技術(shù)知識(shí)。

由此，我們學(xué)校提供給學(xué)生兩門(mén)專(zhuān)攻課程： 一門(mén)基于陸路運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械和電力設(shè)計(jì)

另一門(mén)基于其他會(huì)因電動(dòng)汽車(chē)的大規(guī)模引入而帶來(lái)重要影響的行業(yè)

同時(shí)，公共核心課程是從10月到12月，在巴黎高科的四所學(xué)校內(nèi)完成的。電動(dòng)車(chē)輛的可持續(xù)機(jī)動(dòng)性這一難題及其影響 電動(dòng)車(chē)輛能量學(xué) 電動(dòng)車(chē)輛設(shè)計(jì)工具

名為 “電動(dòng)車(chē)輛能量控制：從分配網(wǎng)絡(luò)到車(chē)輪” 的選修課將從1月到3月底在里爾的國(guó)立高等工程技術(shù)學(xué)院中心完成。傳統(tǒng)機(jī)電到車(chē)輪馬達(dá)的轉(zhuǎn)換 靜態(tài)轉(zhuǎn)換（電力電子技術(shù)）能量?jī)?chǔ)存

系統(tǒng)的控制和指揮大作業(yè)

名為 “電動(dòng)汽車(chē)的建造與設(shè)計(jì)” 的選修課將從1月到3月底在國(guó)立高等先進(jìn)技術(shù)學(xué)院完成。運(yùn)用于電動(dòng)汽車(chē)的機(jī)械工程技術(shù) 運(yùn)用于電動(dòng)汽車(chē)的電氣工程技術(shù) 機(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的耦合

法國(guó)SAFT 公司是世界著名的鋰電池生產(chǎn)公司，其各種型號(hào)鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星、UUV（無(wú)人水下航行器）以及各類(lèi)便攜式電子設(shè)備上。據(jù)美國(guó)能源雜志報(bào)道，上世紀(jì)末，SAFT英國(guó)分公司就曾與英軍合作研制過(guò)一款24 V，12Ah 容量的鋰電池。目前該公司生產(chǎn)的圓柱型單體鋰離子電池比能量達(dá)到143 Wh/kg，80%DOD 的比功率345 W/kg，為裝備潛艇而制造的鋰離子動(dòng)力電池，單體容量為3000 Ah 級(jí)。

在電池設(shè)計(jì)、正負(fù)極材料制備工藝、電解液及其添加劑改進(jìn)、電池生產(chǎn)工藝和一體化電 池保護(hù)電路等方面進(jìn)行了深入研究，并將大量研究成果運(yùn)用到了生產(chǎn)實(shí)際中。

鋰離子動(dòng)力電池具有能量高、重量輕、綠色環(huán)保無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣泛，其應(yīng)用領(lǐng)域包括數(shù)碼產(chǎn)品、家用電器、電動(dòng)工具、電動(dòng)汽車(chē)、航空、航天和武器裝備等。

法國(guó)政府給予電動(dòng)汽車(chē)高度重視和支持，出臺(tái)了許多鼓勵(lì)研發(fā)和生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)惠，支持，補(bǔ)貼和扶持政策。法國(guó)政府，法國(guó)電力公司，標(biāo)致-雪鐵龍汽車(chē)公司和雷諾汽車(chē)公司簽署協(xié)議，共同承擔(dān)開(kāi)發(fā)和推廣電動(dòng)汽車(chē)，并且合資組建了電動(dòng)汽車(chē)的電池公司--薩夫特公司承擔(dān)電動(dòng)汽車(chē)的高能電池的研究和開(kāi)發(fā)。

我國(guó)鋰離子動(dòng)力電池研制始于二十世紀(jì)，起步較晚。但自2000 年以來(lái)，隨著我國(guó)投入十多億資金用于支持發(fā)展電動(dòng)車(chē)和相關(guān)電池技術(shù)，以及“863”電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)的實(shí)施，有實(shí)力的國(guó)營(yíng)、民營(yíng)企業(yè)對(duì)鋰離子動(dòng)力電池進(jìn)行了開(kāi)發(fā)研究，生產(chǎn)的鋰離子電池性能與國(guó)外產(chǎn)品相當(dāng)，某些方面甚至優(yōu)于國(guó)外產(chǎn)品，對(duì)外出口量不斷上升。目前我國(guó)鋰離子動(dòng)力電池主要包括電動(dòng)工具電池、電動(dòng)自行車(chē)電池、特種車(chē)用電池和電動(dòng)汽車(chē)用電池等，各種鋰離子動(dòng)力電池均處于產(chǎn)業(yè)化起步階段。

第二篇：鋰離子電池總結(jié)報(bào)告

鋰離子電池總結(jié)報(bào)告

工作原理

鋰離子電池以碳素材料為負(fù)極，以含鋰的化合物作正極，沒(méi)有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱(chēng)。鋰離子電池的充放電過(guò)程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程中，同時(shí)伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌（習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示，而負(fù)極用插入或脫插表示）。在充放電過(guò)程中，鋰離子在正、負(fù)極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插，被形象地稱(chēng)為“搖椅電池”。

當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)（即我們使用電池的過(guò)程），嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運(yùn)動(dòng)回正極。回正極的鋰離子越多，放電容量越高。

電池副反應(yīng)

1.過(guò)充問(wèn)題，當(dāng)充電器對(duì)鋰電池過(guò)度充電時(shí)，鋰電池會(huì)因溫度上升而導(dǎo)致內(nèi)壓上升，需終止當(dāng)前充電的狀態(tài)。此時(shí)，集成保護(hù)電路IC 需檢測(cè)電池電壓，當(dāng)?shù)竭_(dá)4.25V 時(shí)（假設(shè)電池過(guò)充電壓臨界點(diǎn)為4.25 V）即激活過(guò)度充電保護(hù)，將功率MOS 由開(kāi)轉(zhuǎn)為切斷，進(jìn)而截止充電。另外，為防止由于噪音所產(chǎn)生的過(guò)度充電而誤判為過(guò)充保護(hù)，因此需要設(shè)定延遲時(shí)間，并且延遲時(shí)間不能短于噪音的持續(xù)時(shí)間以免誤判。過(guò)充電保護(hù)延時(shí)時(shí)間tvdet1計(jì)算公式為：

t vdet1 = { C3 ×（Vdd6）（1）式中：Vdd為保護(hù)N1 的過(guò)充電檢測(cè)電壓值。

簡(jiǎn)便計(jì)算延時(shí)時(shí)間： t = C3/ 0.01 ×77（ms）（2）

如若C3 容值為0.22 F，則延時(shí)值為：0.22 /0.01 ×77 = 1694（ms）2.鋰電池內(nèi)部存儲(chǔ)電能是靠電化學(xué)一種可逆的化學(xué)變化實(shí)現(xiàn)的，過(guò)度的放電會(huì)導(dǎo)致這種化學(xué)變化有不可逆的反應(yīng)發(fā)生，因此鋰電池最怕過(guò)放電，一旦放電電壓低于2.7V，將可能導(dǎo)致電池報(bào)廢。在過(guò)度放電的情況下，電解液因分解而導(dǎo)致電池特性劣化，并造成充電次數(shù)的降低。過(guò)度放電保護(hù)IC 原理：為了防止鋰電池的過(guò)度放電狀態(tài)，假設(shè)鋰電池接上負(fù)載，當(dāng)鋰電池電壓低于其過(guò)度放電電壓檢測(cè)點(diǎn)（假定為2.3 V）時(shí)將激活過(guò)度放電保護(hù)，使功率MOS FET 由開(kāi)轉(zhuǎn)變?yōu)榍袛喽刂狗烹姡员苊怆姵剡^(guò)度放電現(xiàn)象產(chǎn)生，并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機(jī)模式，此時(shí)的電流僅0.1μA。當(dāng)鋰電池接上充電器，且此時(shí)鋰電池電壓高于過(guò)度放電電壓時(shí)，過(guò)度放電保護(hù)功能方可解除。另外，考慮到脈沖放電的情況，過(guò)放電檢測(cè)電路設(shè)有延遲時(shí)間以避免產(chǎn)生誤動(dòng)作。解決方案：電池內(nèi)部都安裝保護(hù)電路，電壓還沒(méi)低到損壞電池的程度，保護(hù)電路就會(huì)起作用，停止放電。

電池的正負(fù)極材料

和所有化學(xué)電池一樣，鋰離子電池也由三個(gè)部分組成：正極、負(fù)極和電解質(zhì)。1.正極——活性物質(zhì)一般為錳酸鋰或者鈷酸鋰，鎳鈷錳酸鋰材料，電動(dòng)自行車(chē)則普遍用鎳鈷錳酸鋰（俗稱(chēng)三元）或者三元+少量錳酸鋰，純的錳酸鋰和磷酸鐵鋰則由于體積大、性能不好或成本高而逐漸淡出。導(dǎo)電集流體使用厚度10--20微米的電解鋁箔。主流產(chǎn)品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對(duì)照：

2.隔膜——一種經(jīng)特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔結(jié)構(gòu)，可以讓鋰離子自由通過(guò)，而電子不能通過(guò)。

3.負(fù)極——多采用石墨。新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料。大體分為以下幾種： ①第一種是碳負(fù)極材料：實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹(shù)脂碳等。[3] ②第二種是錫基負(fù)極材料：錫基負(fù)極材料可分為錫的氧化物和錫基復(fù)合氧化物兩種。氧化物是指各種價(jià)態(tài)金屬錫的氧化物。沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。

③第三種是含鋰過(guò)渡金屬氮化物負(fù)極材料，沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。

④第四種是合金類(lèi)負(fù)極材料：包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金，沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。

⑤第五種是納米級(jí)負(fù)極材料：納米碳管、納米合金材料。

⑥第六種納米材料是納米氧化物材料：目前合肥翔正化學(xué)科技有限公司根據(jù)2009年鋰電池新能源行業(yè)的市場(chǎng)發(fā)展最新動(dòng)向，諸多公司已經(jīng)開(kāi)始使用納米氧化鈦和納米氧化硅添加在以前傳統(tǒng)的石墨，錫氧化物，納米碳管里面，極大的提高鋰電池的充放電量和充放電次數(shù)。

使用壽命

一般而言，鋰電池可以正常工作2~4年，循環(huán)充放電次數(shù)大約在300次。這兩個(gè)是理想值。其實(shí)壽命主要取決于以下幾點(diǎn)：

正常使用中影響壽命的因素：

1、充電和放電最終將減少電池的活性材料，并引起其它化學(xué)材料的變化，從而引起內(nèi)部電阻提高和永久性容量損失。但是，即使電池未使用時(shí)也會(huì)發(fā)生永久性容量損失。

2、在溫度升高、電池電壓保持在 4.2V(滿(mǎn)充電)時(shí)，永久性容量損失最大。為了最大限度延長(zhǎng)儲(chǔ)存壽命，電池應(yīng)該以 40% 的充電量(3.6V)在 40oF 的溫度下(冰箱中)儲(chǔ)存。

不正常使用帶來(lái)的壽命影響：

1、電池不能過(guò)放電。如果電池過(guò)長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存而不使用，由于電池內(nèi)部有保護(hù)電路，會(huì)不斷消耗電能，且電池也存在一定的自放電，當(dāng)電池電壓低于一定值時(shí)，會(huì)發(fā)生不可逆的損壞。

2、過(guò)充電。鋰電池充電對(duì)電壓精度要求很高，一般充電終止電壓為4.2V，如果電壓到4.25V，都會(huì)較為嚴(yán)重的影響壽命。哪種山寨的電池充電器一般都是簡(jiǎn)單的TL431做的，不能很好的保證精度，會(huì)嚴(yán)重影響電池壽命，比較典型的現(xiàn)象就是電池中間鼓起來(lái)了，一般是由于過(guò)度充電引起。

3、不恰當(dāng)?shù)氖褂脺囟群瓦^(guò)大的放電電流，都會(huì)影響壽命。

電池的經(jīng)濟(jì)因素評(píng)價(jià)

鋰離子電池需求情況重點(diǎn)考察手機(jī)和筆記本兩大下游的情況。2014年前5個(gè)月國(guó)內(nèi)的手機(jī)總產(chǎn)量為5.58億部，同比增長(zhǎng)22.02%，其中5月產(chǎn)量為1.23億部，同比增長(zhǎng)32.80%。手機(jī)市場(chǎng)的需求情況較好。同期，國(guó)內(nèi)筆記本計(jì)算機(jī)的總產(chǎn)量為9526.38萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)3.86%，其中5月產(chǎn)量為1756.34萬(wàn)臺(tái)，同比減少8.12%。筆記本市場(chǎng)的總體表現(xiàn)比較一般。鑒于手機(jī)市場(chǎng)的較好表現(xiàn)，我們認(rèn)為2015年全年鋰電池行業(yè)的需求有望總體維持穩(wěn)定增長(zhǎng)。

第三篇：鋰離子電池常見(jiàn)問(wèn)題總結(jié)

鋰離子電池常見(jiàn)問(wèn)題總結(jié)

11、什么是電池的容量？

電池的額定量是指設(shè)計(jì)與制造電池時(shí)規(guī)定或保證電池在一定的放電條件下，應(yīng)該放出最低限度的電量。Li-ion規(guī)定電池在常溫、恒流（1C）恒壓（4.2V）控制的充電條件下充電3h，電池的實(shí)際容量是指電池在一定的放電條件下所放出的實(shí)際電量，主要受放電倍率和溫度的影響（故嚴(yán)格來(lái)講，電池容量應(yīng)指明充放電條件）。容量常見(jiàn)單位有：mAh、Ah=1000mAh）。

14、什么是工作電壓？

又稱(chēng)端電壓，是指電池在工作狀態(tài)下即電路中有電流過(guò)時(shí)電池正負(fù)極之間電勢(shì)差。在電池放電工作狀態(tài)下，當(dāng)電流流過(guò)電池內(nèi)部時(shí)，不需克服電池的內(nèi)阻所造成阻力，故工作電壓總是低于開(kāi)路電池，充電時(shí)則與之相反。Li-ion的放電工作電壓在3.6V左右。

15、什么是放電平臺(tái)？

放電平臺(tái)是恒壓充到電壓為4.2V并且電電流小于0.01C時(shí)停充電，然后擱置10分鐘，在任何們率的放電電流下下放電至3.6V時(shí)的放電時(shí)間。是衡量電池好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)。

17、什么是自放電率？

又稱(chēng)荷電保持能力。注：電池100%充電開(kāi)路擱置后，一定程度的自放電正?，F(xiàn)象。在GB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定LI-ion后在20±2℃條件下開(kāi)條件下開(kāi)路擱置28天?？稍试S電池有容量損失。

18、什么是內(nèi)壓？ 指電池的內(nèi)部氣壓，是密封電池在充放電過(guò)程中產(chǎn)生的氣體所致，主要受電池材料、制造工藝、電池結(jié)構(gòu)等因素影響。其產(chǎn)生原因主要是由于電池內(nèi)部水分及有機(jī)溶液分解產(chǎn)生的氣體于電池內(nèi)聚集所致。

高倍率的連續(xù)過(guò)充，會(huì)導(dǎo)致電池溫度升高、內(nèi)壓增大，嚴(yán)重時(shí)對(duì)電池的性能及外觀產(chǎn)生破壞性影響，如漏液、鼓底，電池內(nèi)阻增大，放電時(shí)間及循環(huán)壽命變短等。

Li-ion任何形式的過(guò)以都會(huì)導(dǎo)致電池性能受到嚴(yán)重破壞，甚至爆炸。幫Li-ion在充電過(guò)程中需采用恒流恒壓充電方式，避免對(duì)電池產(chǎn)生過(guò)充。

19、為什么電池要儲(chǔ)存一段時(shí)間后才能包裝出貨？

電池的儲(chǔ)存性能是衡量電池綜合性能穩(wěn)定程度的一個(gè)重要參數(shù)。電池經(jīng)過(guò)一定時(shí)間儲(chǔ)存后，允許電池的容量及內(nèi)阻有一定程度的變化。經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的儲(chǔ)存，可以讓內(nèi)部各成分的電化學(xué)性能穩(wěn)定下來(lái)，可以了解該電池的自放電性能的大小，以便保證電池的品質(zhì)。21.什么是分容？

電池在制造過(guò)程中，因工藝原因使得電池的實(shí)際容量不可能完全一致，通過(guò)一定的充放電制度檢測(cè)，并將電池按容量分類(lèi)的過(guò)程稱(chēng)為分容。22．什么是壓降？

電池按定性充電至80%以上，測(cè)量其電池空載電壓。5W/2W電池 作為負(fù)載連接電池正負(fù)極端開(kāi)關(guān)作為電池的斷路，通路的裝置進(jìn)行串聯(lián)。打開(kāi)開(kāi)關(guān)后5秒電壓下降不大于0。4V，為合格主要為測(cè)試電池負(fù)載性能。23．什么是靜態(tài)電阻？即放電時(shí)電池內(nèi)阻 24．什么是動(dòng)態(tài)電阻？即充電時(shí)電池內(nèi)阻。

25．什么是電池的負(fù)載能力？ 當(dāng)電池的正負(fù)極兩端連接在用電器上時(shí)，帶動(dòng)用電器工作時(shí)的輸出功率，即為電池的負(fù)載能力。26，什么是充電效率？什么是放電效率？

充電效率是指電池在充電過(guò)程中所消耗的電能轉(zhuǎn)化成電池所能儲(chǔ)蓄顧的化學(xué)能程度的量度。主要受電池工藝，配方及電池的工作環(huán)境溫度影響，一般環(huán)境溫度越高，則充電效率要低。放電效率是指在一定的放電條件下放電至終點(diǎn)電壓所放出的實(shí)際電量與額定容量之比，主要受放電倍率，環(huán)境溫度，內(nèi)阻等到因素影響，一般情況下，放電倍率越高，則放電效率越低。溫度越低，放電效率越低。27．目前常見(jiàn)的各種可充電電池之間有什么區(qū)別？

目前鎳鎘，鎳氫，鋰離子充電電池大量應(yīng)用于各種便攜式用電設(shè)備（如筆記本電腦，攝像機(jī)和移動(dòng)電話(huà)等到）中，每種充電電池都具自已獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)。鎳鎘和鎳氫電池之間主要差別在于：鎳氫電池能量密度比較高。與相同型號(hào)電池對(duì)比，鎳氫電池容量是鎳鎘電池的二倍。這意味著在不為用電設(shè)備增加額外重量時(shí)，使用鎳氫電池能大大地延長(zhǎng)設(shè)備工作時(shí)間。鎳氫電池另一優(yōu)點(diǎn)是；A大大減少了處鎘電池中存在的：“記憶效應(yīng)”問(wèn)題，從而使得鎳氫電池可更方便地使用。鎳氫電池比鎳鎘電池更環(huán)保，因?yàn)樗鼉?nèi)部沒(méi)有有毒重金屬元素。

33、目前在使用和研究的“綠色電池”有哪些？

新型綠色環(huán)保電池是指近年來(lái)已經(jīng)投入使用或正在研制開(kāi)發(fā)的一類(lèi)高性能、無(wú)污染的電池。目前已經(jīng)大量使用的鋰離子蓄電池、金屬氫化物鎳蓄電池和正在推廣使用的無(wú)汞堿性鋅錳電池以及正在研制開(kāi)發(fā)的鋰或鋰離子塑料蓄電池、燃燒電池、電化學(xué)儲(chǔ)能超級(jí)電容器都屬于新型綠色環(huán)保電池的范疇。此外，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用的利用太陽(yáng)能進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的太陽(yáng)電池。

34、什么電池將會(huì)主宰電池市場(chǎng)？

隨著照相機(jī)，移動(dòng)和無(wú)繩電話(huà)，筆記本電腦，帶圖像，聲音的多媒體設(shè)備在家用電器中占據(jù)越來(lái)越重要的位置，與一次電池相比較，二次電池即可充電式電池也大量的應(yīng)用到這些領(lǐng)域中。而二次充電電池將向體積小，重量輕，容量，智能化的方向發(fā)展。

35、什么是鋰離子蓄電池？

是指以鋰離子為反應(yīng)活性物質(zhì)的可充式電池，當(dāng)電池放電到終止電壓后能夠再充電，以恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。

36、鋰離子蓄電池的工作原理?

放電時(shí),鋰與碳的相嵌化合物中的鋰,從負(fù)極溶解形成鋰離子到電解液中,穿過(guò)電解液并在正極晶體中嵌入形成嵌入化合物.充電時(shí),在正極嵌入的鋰離子重新回到電解液中,然后在負(fù)極上與碳形成嵌入化合物,周而復(fù)始.37、鋰離子蓄電池與鎳/鎘、鎳/氫、鉛酸蓄電池相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？

比能量高，自放電率低，高低溫性能好和充放電壽命長(zhǎng)。

38、何為電池的平均電壓？

電池放電時(shí)，從開(kāi)始到放電終止時(shí)的電壓平均值。

39、何為電池的能量密度？

指電池的單位體積所含的電能。

40、何為電池的容量？

指電池內(nèi)的活性物質(zhì)參加電化學(xué)反應(yīng)所能放出的電能稱(chēng)為電池的容量。

41、何為電池的設(shè)計(jì)容量？

根據(jù)電池內(nèi)所含活性物質(zhì)的量，從電化學(xué)理論計(jì)算電池的容量稱(chēng)為設(shè)計(jì)容量。

42、何為電池額定容量？

指電池經(jīng)設(shè)計(jì)后，經(jīng)電池制程過(guò)程的影響，電池所能達(dá)到容量稱(chēng)為額定容量。

43、鋰離子蓄電池的工作溫度范圍？ 充電

-10—45℃

放電

-30—55℃

44、何為電池的倍率放電？

指放電時(shí)，放電電流（A）與額定容量（A?h）的倍率關(guān)系表示。

45、何為電池的小時(shí)率放電？

按一定輸出電流放完額定容量所需的小時(shí)數(shù)數(shù)，稱(chēng)為放電時(shí)率。

46、鋰離子蓄電池由那些原材料組成？

正極活性物質(zhì)，負(fù)極活性物質(zhì)，集流片，隔膜，電解液，外殼等材料組成。

47、鋰離子蓄電池型號(hào)與電池的那些特征有關(guān)？

電池的外形長(zhǎng)、寬、高及電池的容量。

48、影響鋰離子電池循環(huán)性能的兩個(gè)最重要的因素是什么？

活性物質(zhì)的性質(zhì)和雜質(zhì)的種類(lèi)、含量。

49、如何在生產(chǎn)過(guò)程中控制電池內(nèi)部的水份？

1、作好防潮、防濕處理。

2、縮短操作時(shí)間，減少極片在空氣中暴露時(shí)間。

3、合理正確地進(jìn)行烘烤作業(yè)。

4、盡量在干燥環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)。

50、鋰離子蓄電池的活性正極材料是什么？ 鋰鹽；如鈷酸鋰，錳酸鋰，鎳酸鋰等。

51、鋰離子蓄電池的活性負(fù)極材料是什么？

石墨粉

52、電極材料為何要加入導(dǎo)電劑？ 在電池工作時(shí)，電池的活性物質(zhì)無(wú)論充放電都不會(huì)溶解在電解液中，為加強(qiáng)活性物質(zhì)與網(wǎng)柵、集流片的接解導(dǎo)電性，而加放導(dǎo)電劑。

53、鋰離子蓄電池的電解液的組成是什么？

常用的為六氟磷酸鋰，四氟磷酸鋰（LiPF6、LiClO4）等。

54、配料的目的是什么？

使活性物質(zhì)分散均勻，便于拉漿均勻，上漿量恒定。

55、請(qǐng)簡(jiǎn)述配料的工藝流程。

56、正、負(fù)極片拉漿的三個(gè)基本參數(shù)。

拉漿溫度、速度、敷料量。

57、如何控制極片的敷料量？ 根據(jù)正負(fù)極漿料的固含量、比重調(diào)節(jié)拉漿機(jī)機(jī)頭刀具間隙，控制拉漿的厚度，以達(dá)到控制。

58、如何頭判定拉漿過(guò)程中極片的質(zhì)量好壞。

極片表面平整、光滑、敷料均勻、附著力好、干燥，不脫料、不掉料、缺料、無(wú)積塵、無(wú)劃痕、無(wú) 氣泡的極片為好的極片，有缺陷的為不好的極

59、正、負(fù)極片裁片的主要的設(shè)備。

鍘紙刀、剪板機(jī)。

60、正、負(fù)極片的主要注意事項(xiàng)。1）、檢查刀口有無(wú)毛刺、不平，作業(yè)時(shí)注意用刀的安全。2）、正負(fù)極裁片用刀不可混用。3）、在裁片過(guò)程中隨時(shí)檢查極片的質(zhì)量，將不合格的分檔分開(kāi)，不可混淆放置。4）、裁完的片經(jīng)檢查后極時(shí)轉(zhuǎn)入以后的工序作業(yè)中。61、正、負(fù)極正烘烤的目的是什么？

除去極片內(nèi)的水份和有機(jī)溶劑。

62、正、負(fù)極片壓片的目的？ 使活性物質(zhì)與網(wǎng)柵及集流片接觸緊密，減小電子的移動(dòng)距離，降低極片的厚度，增加裝填量，提高電池體積的利用率。從而提高電池的容量。

63、壓片厚度對(duì)電池性能有什么影響？

壓片厚度太厚時(shí)，容易使電池內(nèi)活性物質(zhì)量減少，單位體積的活性物質(zhì)量的減少和極化電位的增大，從而造成電池的容量降低。

壓片厚度太薄時(shí)，容易造成電池內(nèi)的活性物質(zhì)量增加，極片表面有效面積減小，從而造成活性材料的浪費(fèi)和大電流的困難。64、極片稱(chēng)重的目的是什么？

準(zhǔn)確了解和掌握極片的敷料量。

65、配片的目的是什么？

使正負(fù)極片上的活性物質(zhì)的量比例保持一致性。66、為什么要進(jìn)行刷片操作？

清除極片上的積塵，積料，毛刺等。67、正極片采用什么極耳？

采用鋁帶極耳。68、負(fù)極片采用什么極耳？

采用鎳帶極耳。

69、焊接極耳的設(shè)備？

正極用超聲波焊機(jī)，負(fù)極用點(diǎn)焊機(jī)。70、卷繞車(chē)間的濕度對(duì)電池質(zhì)量有什么影響？

卷繞房?jī)?nèi)的濕度大時(shí)，極片吸水量大，增加了極片的水份含量，在電池中產(chǎn)生氣體量增加，使電池的內(nèi)壓增加，危害電池的安全性能。水份的增加多消耗電池中的活物質(zhì)，使電池容量下降。濕度小反之

71、卷繞車(chē)間中空調(diào)機(jī)和除濕系統(tǒng)的作用？

保持室內(nèi)的溫度恒度，減小室內(nèi)的濕度，以提高電池的性能。72、卷繞車(chē)間是否可用水擦地板？

不可以

73、卷繞電池芯的主要注意事項(xiàng)？

1、極片與隔膜紙鋪平對(duì)齊。用手按住極片與隔膜紙時(shí)，用力大小適中均勻。電池芯卷繞松緊適當(dāng)。

2、注意極片上有無(wú)劃痕、掉料、缺料、氣孔、起泡等不良及隔膜紙有無(wú)不良，如有作廢品處理。

3、卷繞時(shí)注意手腳的諧調(diào)性，不被卷針劃傷手。73、電池芯貼膠紙的目的和位置？

電池芯貼紙的位置在電芯卷繞成型后不變形。底部貼膠紙防止電芯內(nèi)的正極片底部與電池外殼接觸電池造成短路。側(cè)面貼紙使電芯卷繞成型后不變形。底部貼膠紙防止電芯內(nèi)的正極片底部與電池外殼接觸造成電池短路。74、將極耳焊接到蓋板上采用那些設(shè)備？ 超聲波、對(duì)焊機(jī)。75、電池芯電阻要求？ 大于20MΩ 76、電池芯的電阻達(dá)不到要求怎么辦？ 返修

77、為何極耳也要貼膠紙？

增加牢固性和防止極耳接觸產(chǎn)生短路。

78、電池蓋板在使用前需要做那些檢驗(yàn)？

外形尺寸、形狀、厚度、絕緣懷、密封性、耐腐蝕性、材持等項(xiàng)目的檢驗(yàn)。79、電池蓋板所能承受的最大壓力是多少？ 0.4Mpa 80、如何防止電池漏液？

防止電池漏液應(yīng)做好以下幾方面的工作：

1、焊接電池外殼與蓋帽時(shí)，應(yīng)焊接牢固、密封，焊接無(wú)漏焊、虛焊，焊縫無(wú)裂縫、裂口等不良。

2、鋼珠封口時(shí)，鋼珠大小適當(dāng)，鋼珠材質(zhì)與蓋帽材質(zhì)相同。焊接無(wú)裂口、裂縫并且焊接牢固。

3、蓋帽的正極柳接緊密，無(wú)間隙，并且絕緣密封墊彈性適當(dāng)，耐腐蝕，不易老化。81、如何在現(xiàn)有條件下防止未封口電池在車(chē)間吸水？

1、作業(yè)電池應(yīng)少量多次?？s短電池在空氣中暴露時(shí)間。

2、作業(yè)完畢的電池及時(shí)轉(zhuǎn)送到下一工序。盡量縮短電池在制程中的停滯時(shí)間。82、干燥房的濕度要求？ 相對(duì)濕度在6%以下。

83、干燥房的濕度對(duì)電池的性能有什么影響？ 濕度增加使電池芯的吸水量增大，使電池的容量下降，內(nèi)壓增加。84、如何盡量防止?jié)駳膺M(jìn)入干燥房？ 少進(jìn)少出，少開(kāi)門(mén)，干燥房的門(mén)不能同時(shí)打開(kāi)。85、你認(rèn)為干燥房可以用水擦地板嗎？ 不可以。86、電池在注液前需要做那些處理？

涂膠和真空烘烤處理。

87、電池在注液前為何要進(jìn)行真空烘烤？ 盡量除去電芯內(nèi)的所含的水份和溶劑。88、電池在注液前為何要稱(chēng)重？

以便準(zhǔn)確計(jì)算注液量多少。89、電池注液方法？用手動(dòng)注液機(jī)或自動(dòng)注液機(jī)進(jìn)行注液操作。

90、如何檢驗(yàn)電池是否注滿(mǎn)電解液？ 用真空抽吸測(cè)試，在注液口上用真空吸時(shí)，有電解液被抽上表示已滿(mǎn)，沒(méi)有表示沒(méi)滿(mǎn) 91、電解液中的LiOF6的作用？

導(dǎo)電的電解質(zhì)。92、電解液中的LiPF6的濃度？ 1mol/L 93、電解液中溶劑的作用？溶解電解質(zhì)，使電解質(zhì)離子化。94、電解液的電導(dǎo)率范圍？

8×10-3Ω-1 95、電導(dǎo)率對(duì)電池工作電流的影響？電導(dǎo)率影響倍率放電率，和電池的內(nèi)阻，和電池的電壓。

96、電池的內(nèi)阻受那些因素影響？電解液的電導(dǎo)率，電池的外殼材料性能，極片的導(dǎo)電率及極耳材料的截面積。電池焊接的質(zhì)量。

97、電池的容量受那些因素影響？正負(fù)極材料的特征的性能及材料的種類(lèi)、型號(hào)和活性物質(zhì)的量。正負(fù)極活性物質(zhì)的正確比例。電解液的濃度和種類(lèi)。

生產(chǎn)制程過(guò)程。

98、你認(rèn)為如何在電池生過(guò)程中控制電池內(nèi)的水份？

在生產(chǎn)制程中嚴(yán)格控制環(huán)境的濕度以及加強(qiáng)電芯的烘烤控制電池的水份。99、電池在帶電時(shí)可否用表測(cè)量電阻？ 可以

100、化成機(jī)在化成大容量電池時(shí)應(yīng)該注意什么問(wèn)題？ 注意電池的總功率是否超過(guò)化成機(jī)的功率。就目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)電液lipf6體系而言: 1M lipf6 EC:DMC 1:1 RT(9ms)低溫性能差,-10℃EC結(jié)晶 1M lipf6 EC:DEC 1:1 低溫略好 揮發(fā)性氣體 對(duì)鋰不穩(wěn)定 改進(jìn)方向:在不影響碳電化學(xué)性能條件下,三元體系或者四元體系 例如:1M lipf6 EC:DEC:DMC 1:1:1(SONY)等等 lipf6體系優(yōu)點(diǎn):對(duì)鋁穩(wěn)定、電導(dǎo)率高、SEI容易形成......缺點(diǎn):溶劑中80度分解、水解.....總體上說(shuō),各廠家針對(duì)負(fù)極材料不同的會(huì)選擇合適配比的電解液配方.電解液與負(fù)極在形成SEI時(shí)得到質(zhì)量好的SEI同時(shí)氣體產(chǎn)生量較少，有沒(méi)有精通的！？閉口化成,呵呵,保密

添加劑的種類(lèi)大體有......不過(guò)不是萬(wàn)能的,看使用的目的,如果連目的都不清楚,還是不用的好 我還是想說(shuō)說(shuō)，其實(shí)就負(fù)極而言，成膜的電位是比較高的，一般高于0.8V（石墨），而后才是嵌鋰階段，直到負(fù)極電位接近0V,請(qǐng)注意，千萬(wàn)要控制住不要低于0V，那樣會(huì)出現(xiàn)析鋰了。其實(shí)所謂成膜添加劑，有些就是在更高的電位成膜，來(lái)減少EC等在負(fù)極表面成膜而造成的不可逆容量。

就整個(gè)電池電壓而言，是在電壓較低的時(shí)候成膜，此時(shí)正極電位剛剛爬到3.90V以上，考慮到極化的影響，成膜電壓應(yīng)該在3.35V或更低。大家可以做試驗(yàn)，用極小的電流，來(lái)觀察是否有“平臺(tái)”出現(xiàn)，當(dāng)然要細(xì)心觀察。SEI并不重要！

電池在初始充電都能很好的形成，對(duì)電池的性能改善不大！原材料本身的缺陷在后天工藝上是彌補(bǔ)不了的！電池的好壞要看工藝的成熟程度和品質(zhì)的控制思維，還有原材料本身的性能和穩(wěn)定性，以及其中的合理搭配！

說(shuō)白了電池要做好和其他的產(chǎn)品一樣，需要技術(shù)，品質(zhì)，管理等的一切配合，能做好其他就能做好電池，能做好電池你也能做好其他，包括汽車(chē)！國(guó)產(chǎn)VC如何叩開(kāi)電解液廠的大門(mén)

VC因?yàn)槠鋵?duì)電池的循環(huán)有很好的效果所以目前很多電解液廠都使用其做添加劑制作功能電解液。但是因?yàn)橐筝^高大部份廠家就選進(jìn)口VC了，而其中日本產(chǎn)的VC因?yàn)橘|(zhì)量較好所占的分額較大。其時(shí)國(guó)產(chǎn)VC只要做好以下幾方面要叩開(kāi)電解液廠的大門(mén)可以說(shuō)是比較輕松的事。與進(jìn)口VC相比國(guó)產(chǎn)貨主要是質(zhì)量較差：

1.純度不夠高，電池工業(yè)級(jí)要求純度達(dá)到99。99%以上。2.水分太高，電解液要求VC含水量不超過(guò)10PPM，而很多國(guó)產(chǎn)VC達(dá)不到這一指標(biāo)所以被拒之門(mén)外，這是一很重要的指標(biāo)。3.穩(wěn)定性不好，一般低溫放置三個(gè)月就變色了而一般日產(chǎn)的VC可放六個(gè)月以上，一般一百公斤可用五個(gè)月左右，變色的VC無(wú)論如何電解液廠都是不敢用的。

以上三點(diǎn)是電解液廠考慮的重點(diǎn)，特別是第二和第三點(diǎn)是重中之重，因?yàn)榧兌确矫骐娊庖簭S因?yàn)槭苌V柱使用 范圍的限制而無(wú)法分析，但是要想建立長(zhǎng)久的合作VC廠商就必須達(dá)到這一指標(biāo)，但在前期可以吹一下牛皮的了，畢竟這年頭不吹牛連電解液都賣(mài)不掉，VC廠吹一下牛又有什么關(guān)系呢！對(duì)于第二點(diǎn)則需要VC廠商的努力了，筆者這里有相關(guān)的可行性方案，而對(duì)于第三點(diǎn)要控制變色方法還是很多的，而其對(duì)電解液的損失是頭等因數(shù)，而其造成電解液的變色是無(wú)法挽回的，同時(shí)還要解決的問(wèn)題是VC與電解液穩(wěn)定劑的影響，筆者在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一個(gè)經(jīng)常被電解液廠忽視的問(wèn)題，這一點(diǎn)連日產(chǎn)VC都無(wú)法避免如果國(guó)產(chǎn)的可解決這一問(wèn)題那么其效果則不用我多說(shuō)了吧！

總之希望VC和電解液都做好，很好賣(mài)！聯(lián)系電話(huà)：0*** 對(duì)于一臺(tái)手機(jī)或一臺(tái)電腦而言，電池的作用就如同一個(gè)人的心臟一樣，而電解液就如同血液一樣。大家對(duì)電池的要求越來(lái)越高相應(yīng)的電池廠商對(duì)電解液的要求也越來(lái)越高，畢竟在一個(gè)固液反應(yīng)體系而言，溶液的作用是關(guān)鍵。那么電解液對(duì)電池有什么影響呢？

首先，電解液對(duì)電池的比容量和循環(huán)壽命有決定作用。電解液質(zhì)量的好壞直接影響電池的比容量和循環(huán)，好的電解液可以使電池的循環(huán)做到700以上，而差的電解液也許連300也做不到。好的電解液可以使容量達(dá)到理想的范圍，而差的電解液會(huì)使很多工作功虧一潰。

其次，電解液會(huì)影響電池的內(nèi)阻和自放電。影響電池的內(nèi)阻包括以下幾方面：隔膜的厚度和孔隙率；正負(fù)極的密實(shí)度；電解液中的機(jī)械雜質(zhì)和沉積物。在此我僅對(duì)電解液的影響稍做討論。電解液在生產(chǎn)過(guò)程中不可避免會(huì)使用分子篩，即使過(guò)濾也會(huì)留有分子篩的碎屑。機(jī)械雜質(zhì)不僅會(huì)使離子遷移困難，還會(huì)堵塞隔膜的細(xì)孔對(duì)電極產(chǎn)生包復(fù)作用，這就造成了電池的內(nèi)阻升高，同時(shí)包復(fù)作用還會(huì)使電極的比表面減少造成電極的利用率降低。再者分子篩中帶入的鈉離子會(huì)使電池的自放電增大，同時(shí)使電池的容量衰減。

再次，對(duì)電池安全性能的影響。電解液中的雜質(zhì)會(huì)使電池發(fā)生氣漲和鼓包，嚴(yán)重的會(huì)漲裂電池而漏液，更危險(xiǎn)的會(huì)發(fā)生爆炸，具體的雜質(zhì)下文會(huì)敘及。第四，對(duì)電池穩(wěn)定性的影響。電解液的穩(wěn)定性直接影響到電池的穩(wěn)定。

第五，對(duì)電池耐候性的影響。因?yàn)榈赜虻挠绊憣?duì)電池的要求會(huì)有所不同普通的電解液在0度左右會(huì)凝固，所以在北方的冬天不適用。第六，對(duì)其他特殊性能的影響。如大電流放電和快速充電，聚合物鋰電等都與電解液的生產(chǎn)制照和其質(zhì)量密不可分。終上所述，電解液對(duì)電池的性能起決定性的作用，那么影響電解液的因數(shù)是什么呢

電解液的滲透與分布：

一、電極的比表面積加大（材料比表面積和導(dǎo)電劑的添加量及種類(lèi)）；

二、正負(fù)極片不要壓太實(shí)；

三、注液后的擱置時(shí)間和方式（離心，加溫，延長(zhǎng)時(shí)間等）；

四、化成制度，盡量延長(zhǎng)時(shí)間；

五、化成后的擱置時(shí)間和方式；材料充分被浸透，電池性能才能穩(wěn)定和正常發(fā)揮 SEI膜不重要？？？你不是做電池的吧？電解液和碳負(fù)極的相容性問(wèn)題，不同的電解液有不同的負(fù)極去匹配。

一般來(lái)說(shuō)，天然石墨包覆的負(fù)極，不可逆容量要大一點(diǎn)。mcmb要好一點(diǎn)，這是我實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。還有一個(gè)，SEI膜的成膜電位是1.2～0.8V（vs Li/Li+），嵌鋰電位是0.25～0v，這個(gè)電位中嵌入的鋰才是可逆的。如果能讓SEI膜在更高的電位下形成，它能阻止溶劑的進(jìn)一步還原，減少不可逆容量，也就是在首次充電曲線中不可逆容量的極化比較大，容易下降到嵌鋰平臺(tái)，這樣形成的可逆容量要高。SEI膜對(duì)電池的循環(huán)性能有至關(guān)重要的作用，沒(méi)有良好的SEI膜，每次循環(huán)都有較大不可逆容量損失，這樣的電池通?？梢詮碾娊庖何?，或電池內(nèi)部存在結(jié)晶水時(shí)可以看出來(lái)。electrodes with high power and high capacity for rechargeable lithium batteries 本研究組已經(jīng)實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰的規(guī)模化生產(chǎn),現(xiàn)處于保密階段.粒度超前穩(wěn)定在1-2微米，1C容量120mAh/g以上.估計(jì)今年底達(dá)到噸量級(jí)。預(yù)備自用 若想生產(chǎn)出來(lái)批次穩(wěn)定的產(chǎn)品取決于以下幾點(diǎn)：

1、原材料的具有穩(wěn)定的純度，穩(wěn)定的粒徑，較少的s,Na等離子。純度不高的材料會(huì)使LiFePO4的晶格結(jié)構(gòu)。

2、穩(wěn)定的混合工藝以保證多種原料達(dá)到分子級(jí)混合狀態(tài)，穩(wěn)定的燒結(jié)工藝以保證所得材料的一致性。

3、燒結(jié)后要采用先進(jìn)的粉碎技術(shù)，以保證最終產(chǎn)品具有穩(wěn)定的粒徑和比表面積。鋰離子電池陰極活性材料的表面改性方法

鋰離子電池陰極活性材料的表面改性方法，先將可溶性的摻雜離子鹽配制成水溶液，然后將有機(jī)溶劑與水溶液混合，再加入需要改性的陰極活性材料粉末攪拌均勻形成懸浮液，在懸浮液中加入尿素回流，并加熱即可得到改性的陰極活性材料粉末。本發(fā)明利用尿素的水解促成沉淀劑的生成，使改性氧化物的前驅(qū)體離子發(fā)生沉淀反應(yīng)，通過(guò)反應(yīng)條件的調(diào)節(jié)，控制沉淀劑的釋放速度，滿(mǎn)足包覆前驅(qū)體在陰極活性材料表面非均勻成核的條件，讓改性氧化物全部在陰極活性材料表面成核生長(zhǎng)，產(chǎn)生均勻致密的包覆前驅(qū)體，再在一定溫度下使沉淀分解為改性氧化物，最后在一定溫度下處理包覆氧化物的陰極活性材料，在其表面形成高濃度的摻雜離子，能夠顯著改善陰極材料的循環(huán)性能。

1、鋰離子電池陰極活性材料的表面改性方法，其特征在于： 1)首先將可溶性的摻雜離子鹽MxAy配制成濃度為0.01-0.2mol/l的水溶液，其中M＝Mg2+、Zn2+、Ni2+、Cu2+、Al3+、Co3+、Cr3+、Fe3+或Ti4+；A＝NO-

3、Cl-或 CH3COO-； 2)然后將有機(jī)溶劑與水溶液按2∶1～1∶10的體積比混合，再在該混合液中按10～300g/l加入需要改性的陰極活性材料LiBO2或LiNZMn2-ZO4、LiFePO4粉末攪拌均勻形成懸浮液，其中B＝CoxNiyMn1-x-y，x＝0-1，y＝0-1，x+y≤1；N＝Co、Ni、Ti、Cr或Cu，Z＝0～0.5； 3)按摻雜離子與尿素1∶1～1∶10的摩爾比在懸浮液中加入尿素，在70 ℃-100℃回流，持續(xù)攪拌并加熱2-20h后，在空氣中60℃干燥20h，隨后在 200-600℃恒溫處理5-20h，再在600-1000℃處理1-20h，研磨后得到改性的陰極活性材料粉末

第四篇：鋰離子電池重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

鋰離子電池重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

（1）電解液目前存在的突出問(wèn)題: 與正負(fù)極的相容性。隨電壓升高，電解質(zhì)溶液分解產(chǎn)生氣體，使內(nèi)壓增大，導(dǎo)致對(duì)電池空難性的破壞以及升高電池工作溫度時(shí)溶劑的抗氧化能力較低。

（2）電解質(zhì)的好壞直接關(guān)系到電池的容量、使用壽命等性能。合適的電解質(zhì)鹽必須具備下述條件： 溶液的離子電導(dǎo)率高；化學(xué)穩(wěn)定性好，即不與溶劑、電極材料發(fā)生反應(yīng)，熱穩(wěn)定性好；電化學(xué)穩(wěn)定性好，具有較寬的電化學(xué)窗口；使鋰在正反極材料中的嵌入量高和可逆性好。

（3）冠醚和穴狀化合物能與鋰離子形成包覆式螯合物，能夠提高鋰鹽在有機(jī)溶劑中的溶解度，實(shí)現(xiàn)陰陽(yáng)離子對(duì)的有效分離和鋰離子和溶劑的分離，提高電解液的電導(dǎo)率

（4）基片涂布工藝流程 基片涂布的一般工藝流程：放卷→接片→拉片→張力控制→自動(dòng)糾偏→涂布→干燥→自動(dòng)糾偏→張力控制→自動(dòng)糾偏→收卷

涂布基片(金屬箔)由放卷裝置放出供入涂布機(jī)?；氖孜苍诮悠_(tái)連接成連續(xù)帶后由拉片裝置送入張力調(diào)整裝置和自動(dòng)糾偏裝置，經(jīng)過(guò)調(diào)整片路張力和片路位置后進(jìn)入涂布裝置。極片漿料在涂布裝置按預(yù)定涂布量和空白長(zhǎng)度分段進(jìn)行涂布。在雙面涂布時(shí)，自動(dòng)跟蹤正面涂布和空白長(zhǎng)度進(jìn)行涂布。涂布后的濕極片送入干燥道進(jìn)行干燥，干燥溫度根據(jù)涂布速度和涂布厚度設(shè)定。干燥后的極片經(jīng)張力調(diào)整和自動(dòng)糾偏后進(jìn)行收卷，供下一步工序進(jìn)行加工。

（5）石墨的大電流充放電性能差主要原因: 一是鋰離子在石墨中及在石墨表面形成的SEI膜中擴(kuò)散慢；二是石墨具有較高的擇優(yōu)取向性“由于鋰離子只能從垂直于石墨晶體R軸的端面插入!當(dāng)石墨的取向平行于集流體時(shí)!鋰離子的遷移路程長(zhǎng)使擴(kuò)散變慢!反之若垂直于集流體!則鋰離子的插脫路徑變短!擴(kuò)散加快”

（6）提高可逆容量方法：

一方面要盡量降低不可逆容量,另一方面要設(shè)法提高嵌鋰容量。不可逆容量損失主要發(fā)生在首次充放電SEI膜形成時(shí), 這就要求盡量使生成SEI膜的溶劑或電解質(zhì)鹽的還原分解反應(yīng)能緩慢均勻地進(jìn)行,從而生成薄而均勻,致密牢固的鈍化膜,它對(duì)電子及溶劑化的鋰離子絕緣,而對(duì)裸鋰離子導(dǎo)通。另外有資料表明,初次循環(huán)的不可逆容量越低,石墨類(lèi)陽(yáng)極的安全性就越高。

（7）電極材料的固相中鋰離子擴(kuò)散系數(shù)是決定電池極化內(nèi)阻和電池大電流充放電的關(guān)鍵因素, 而鋰離子在正極材料中的插脫主要是離子鍵的復(fù)合與斷裂容易實(shí)現(xiàn), 所以鋰離子在負(fù)極材料中的擴(kuò)散是主要影響因素。

（8）鋰離子電池隔膜是一種多孔的薄膜，阻隔正負(fù)極防止電池內(nèi)部短路，但允許離子流快速通過(guò)，從而完成在電化學(xué)充放電過(guò)程中鋰離子在正負(fù)極之間的快速傳輸

（9）影響鋰離子電池循環(huán)性能的幾個(gè)因素

循環(huán)性能對(duì)鋰離子電池的重要程度無(wú)需贅言；就宏觀來(lái)講，更長(zhǎng)的循環(huán)壽命意味著更少的資源消耗。因而，影響鋰離子電池循環(huán)性能的因素，是不得不考慮的問(wèn)題。以下列舉幾個(gè)可能影響到電池循環(huán)性能因素，供參考。材料種類(lèi)：材料的選擇是影響鋰離子電池性能的第一要素。選擇了循環(huán)性能較差的材料，工藝再合理、制成再完善，電芯的循環(huán)也必然無(wú)法保證；選擇了較好的材料，即使后續(xù)制成有些許問(wèn)題，循環(huán)性能也可能不會(huì)差的過(guò)于離譜。從材料角度來(lái)看，一個(gè)全電池的循環(huán)性能，是由正極與電解液匹配后的循環(huán)性能、負(fù)極與電解液匹配后的循環(huán)性能這兩者中，較差的一者來(lái)決定的。材料的循環(huán)性能較差，一方面可能是在循環(huán)過(guò)程中晶體結(jié)構(gòu)變化過(guò)快從而無(wú)法繼續(xù)完成嵌鋰脫鋰，一方面可能是由于活性物質(zhì)與對(duì)應(yīng)電解液無(wú)法生成致密均勻的SEI膜造成活性物質(zhì)與電解液過(guò)早發(fā)生副反應(yīng)而使電解液過(guò)快消耗進(jìn)而影響循環(huán)。

正負(fù)極壓實(shí)：正負(fù)極壓實(shí)過(guò)高，雖然可以提高電芯的能量密度，但是也會(huì)一定程度上降低材料的循環(huán)性能。從理論來(lái)分析，壓實(shí)越大，相當(dāng)于對(duì)材料的結(jié)構(gòu)破壞越大，而材料的結(jié)構(gòu)是保證鋰離子電池可以循環(huán)使用的基礎(chǔ)；此外，正負(fù)極壓實(shí)較高的電芯難以保證較高的保液量，而保液量是電芯完成正常循環(huán)或更多次的循環(huán)的基礎(chǔ)。

水分：過(guò)多的水分會(huì)與正負(fù)極活性物質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)、破壞其結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響循環(huán)，同時(shí)水分過(guò)多也不利于SEI膜的形成。但在痕量的水分難以除去的同時(shí)，痕量的水也可以一定程度上保證電芯的性能。

涂布膜密度：?jiǎn)我蛔兞康目紤]膜密度對(duì)循環(huán)的影響幾乎是一個(gè)不可能的任務(wù)。膜密度不一致要么帶來(lái)容量的差異、要么是電芯卷繞或疊片層數(shù)的差異。對(duì)同型號(hào)同容量同材料的電芯而言，降低膜密度相當(dāng)于增加一層或多層卷繞或疊片層數(shù)，對(duì)應(yīng)增加的隔膜可以吸收更多的電解液以保證循環(huán)?？紤]到更薄的膜密度可以增加電芯的倍率性能、極片及裸電芯的烘烤除水也會(huì)容易些，當(dāng)然太薄的膜密度涂布時(shí)的誤差可能更難控制，活性物質(zhì)中的大顆粒也可能會(huì)對(duì)涂布、滾壓造成負(fù)面影響，更多的層數(shù)意味著更多的箔材和隔膜，進(jìn)而意味著更高的成本和更低的能量密度。

負(fù)極過(guò)量：負(fù)極過(guò)量的原因除了需要考慮首次不可逆容量的影響和涂布膜密度偏差之外，對(duì)循環(huán)性能的影響也是一個(gè)考量。對(duì)于鈷酸鋰加石墨體系而言，負(fù)極石墨成為循環(huán)過(guò)程中的“短板”一方較為常見(jiàn)。若負(fù)極過(guò)量不充足，電芯可能在循環(huán)前并不析鋰，但是循環(huán)幾百次后正極結(jié)構(gòu)變化甚微但是負(fù)極結(jié)構(gòu)被破壞嚴(yán)重而無(wú)法完全接收正極提供的鋰離子從而析鋰，造成容量過(guò)早下降。

電解液量：電解液量不足對(duì)循環(huán)產(chǎn)生影響主要有三個(gè)原因，一是注液量不足;二是雖然注液量充足但是老化時(shí)間不夠或者正負(fù)極由于壓實(shí)過(guò)高等原因造成的浸液不充分;三是隨著循環(huán)電芯內(nèi)部電解液被消耗完畢。注液量不足和保液量不足《電解液缺失對(duì)電芯性能的影響》。對(duì)第三點(diǎn)，正負(fù)極特別是負(fù)極與電解液的匹配性的微觀表現(xiàn)為致密且穩(wěn)定的SEI的形成，而肉眼可見(jiàn)的表現(xiàn)，既為循環(huán)過(guò)程中電解液的消耗速度。不完整的SEI膜一方面無(wú)法有效阻止負(fù)極與電解液發(fā)生副反應(yīng)從而消耗電解液，另一方面在SEI膜有缺陷的部位會(huì)隨著循環(huán)的進(jìn)行而重新生成SEI膜從而消耗可逆鋰源和電解液。不論是對(duì)循環(huán)成百甚至上千次的電芯還是對(duì)于幾十次既跳水的電芯，若循環(huán)前電解液充足而循環(huán)后電解液已經(jīng)消耗完畢，則增加電解液保有量很可能就可以一定程度上提高其循環(huán)性能。測(cè)試的客觀條件：測(cè)試過(guò)程中的充放電倍率、截止電壓、充電截止電流、測(cè)試中的過(guò)充過(guò)放、測(cè)試房溫度、測(cè)試過(guò)程中的突然中斷、測(cè)試點(diǎn)與電芯的接觸內(nèi)阻等外界因素，都會(huì)或多或少影響循環(huán)性能測(cè)試結(jié)果。不同的材料對(duì)上述客觀因素的敏感程度各不相同。總結(jié)：如同木桶原則一樣，諸多的影響電芯循環(huán)性能的因素當(dāng)中，最終的決定性因素，是諸多因素中的最短板。同時(shí)，這些影響因素之間，也都有著交互影響。在同樣的材料和制成能力下，越高的循環(huán)，往往意味著越低的能量密度，找到剛好滿(mǎn)足客戶(hù)需求的結(jié)合點(diǎn)，盡量保證電芯制成的一致性，方是最重要的任務(wù)所在。

（10）實(shí)際應(yīng)用中材料的比表面積大小的影響

比表面積是指單位質(zhì)量物質(zhì)的總表面積,即每克物質(zhì)總表面積,單位為 m2/g。比表面積是粉體材料.特別是超細(xì)粉和納米粉體材料的重要特征之一，粉體的顆粒越細(xì)，其比表面積越大，其表面效應(yīng),如表面活性、表面吸附能力、催化能力等越強(qiáng)。比表面的測(cè)量利用BET原理,采用氮?dú)馕摳椒椒y(cè)得。只是一個(gè)參考值。表面積大了，鋰離子遷移量就能容納更多，電解液和負(fù)極界面接觸的機(jī)會(huì)越多，界面反應(yīng)活性高，發(fā)生副反應(yīng)的可能性也變大，同時(shí)大的表面積也意味著會(huì)形成更多的SEI膜，電池內(nèi)阻大，阻礙大倍率充放電。電池的電性能就會(huì)隨之下降。比表越大倍率性能就越好，但加工性能和容量就越差。表面積大有助吸液，當(dāng)然也易吸水，還要看你設(shè)計(jì)，還是那句適合的就是好的

（11）正極材料的PH值怎么測(cè)？

有的是1:10的比例測(cè)量，有的是1：9的比例測(cè)量的，不過(guò)根據(jù)測(cè)量中總是有誤差，所以這兩種測(cè)量的結(jié)果相差不大。稱(chēng)取5.0g試樣，放入100ml 燒杯中，加入50ml蒸餾水，用玻璃棒攪拌5分鐘，靜置30min，待測(cè)。

（12）鋰電池在涂布烘烤后為什么需要輥壓？如何來(lái)判斷輥壓效果？

主要的目的就是提高單位體積容量。材料有一個(gè)參數(shù)叫做壓實(shí)密度，鈷酸鋰4.0左右，錳酸鋰2.8左右，三元材料3.3左右，也就是說(shuō)同樣的體積下可以容納更多的活性物質(zhì)材料，從而提高容量。材料壓好了，表面更加的光滑，減少掉粉，高內(nèi)阻。振實(shí)密度與材料的粒徑，比表面積有關(guān)。粒徑小，比表面積大，振實(shí)密度就小；反之粒徑大，比表面積小，振實(shí)密度就大。

（13）在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行磷酸鐵鋰正極材料測(cè)試時(shí)，為了得到較高的克容量，會(huì)在涂膜（涂布）時(shí)盡量涂薄一點(diǎn)，而鋰電池的正負(fù)極材料在與電解液接觸時(shí)，會(huì)生成SEI膜，SEI膜對(duì)保護(hù)電極免受電解液的侵蝕有用，但在形成過(guò)程中要消耗Li離子，這也就減少了有效的活性物質(zhì)，請(qǐng)問(wèn)，怎么解決這個(gè)問(wèn)題，即能保證涂膜的厚度很?。ǔ浞烹姇r(shí)能完全被激活），又能保證SEI膜形成時(shí)消耗的Li離子不至于影響它的克容量？

如果是測(cè)材料可容量，何必用石墨負(fù)極了，用半電池就行了。就是負(fù)極用鋰片做負(fù)極，一般是做出紐扣電池進(jìn)行測(cè)試（詳見(jiàn)碩士論文）。材料全電池測(cè)試，是看綜合性能，根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)面密度。

（14）淺談?dòng)坞x鋰離子含量對(duì)于三元材料的影響

隨著三元材料使用的廣度和深度的不斷擴(kuò)大，無(wú)論是電池廠家還是材料廠家，越來(lái)越重視游離鋰離子含量這一指標(biāo)，引起重視的原因主要由兩個(gè)：

1.鎳含量越高的三元中游離鋰離子的含量一般也越高，無(wú)論是從能量密度角度出發(fā)還是從降低成本的角度出發(fā)，游離鋰離子含量控制也被搬上臺(tái)面。

2.隨著電池廠家在三元材料使用中遇到的諸如電極加工性能，高溫性能甚至安全性能的要求越來(lái)越高，且越來(lái)越多的研究表明這些問(wèn)題都直接或者間接的受到游離鋰離子含量的影響，尋求游離鋰離子含量盡可能低的三元材料則成為一些前沿電池廠家從正極材料角度解決三元一系列問(wèn)題的手段。游離鋰離子在這里是指三元材料表面的鋰的氧化物，氫氧化物以及碳酸鹽類(lèi)等，首先來(lái)了解游離鋰離子對(duì)于電池的危害：

1.電極加工性能。由于這些鋰的化合物為堿性，游離鋰離子含量升高，會(huì)使材料PH值升高，影響電極加工性能，如果電池廠車(chē)間水分含量控制能力不強(qiáng)，或者沒(méi)有注意對(duì)于材料的烘烤，很容易使?jié){液粘稠甚至出現(xiàn)凝膠狀。

2.高溫性能。有一個(gè)客戶(hù)做過(guò)驗(yàn)證，如果游離鋰離子含量過(guò)高，在高溫，尤其是85℃儲(chǔ)存這個(gè)條件下產(chǎn)氣量會(huì)比較嚴(yán)重，雖然產(chǎn)氣量和正極與電解液的匹配關(guān)系很大，但是從正極材料角度來(lái)看，降低游離鋰離子含量會(huì)對(duì)于軟包85℃,4小時(shí)電池厚度變化率這一指標(biāo)有很大的改善。

3.安全性能。由于容量稍大的動(dòng)力軟包電池一般都不會(huì)選用鎳含量較高的三元，所以對(duì)于游離鋰離子含量對(duì)于電池安全性影響的數(shù)據(jù)反饋目前還沒(méi)有，但是游離鋰離子含量如果過(guò)高，本身就說(shuō)明材料的合成過(guò)程中結(jié)構(gòu)的完整性可能控制的不是很好，肯定會(huì)對(duì)后續(xù)的電化學(xué)性能產(chǎn)生影響，安全性應(yīng)該也是其中之一，至于究竟會(huì)有怎樣的影響，或者影響的機(jī)理是什么，隨著今后市場(chǎng)方面的進(jìn)展，可能會(huì)有更多的了解。

既然游離鋰離子含量對(duì)于三元材料的使用有如上方面的影響，如何控制游離鋰離子含量無(wú)疑是很多廠家更加關(guān)心的問(wèn)題。

目前國(guó)內(nèi)某高端客戶(hù)對(duì)于三元材料中游離鋰離子含量的要求為300ppm以?xún)?nèi)，而目前國(guó)內(nèi)一般的523三元的這一指標(biāo)都在1000ppm以上。鎳含量較低的111三元來(lái)說(shuō)，很多廠家都能做到，但是對(duì)于523三元來(lái)說(shuō)控制難度還是很大，如果更高鎳含量的三元的話(huà)，應(yīng)該很難做到。一般通過(guò)以下方法降低游離鋰離子含量：

1.鋰含量的控制。雖然可通過(guò)降低鋰含量來(lái)降低鋰雜質(zhì)含量，但如果鋰含量過(guò)低，會(huì)使材料的充放電容量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面受到影響。此外，鋰含量與鋰雜質(zhì)含量并不是嚴(yán)格的正相關(guān)關(guān)系，在對(duì)應(yīng)的工藝下，找到最適合的鋰含量，可以更好的平衡游離鋰離子含量和電化學(xué)性能。2.燒結(jié)工藝的控制。好的燒結(jié)工藝可以降低游離鋰離子含量，此外前驅(qū)體形貌的控制和燒結(jié)的溫度等，都會(huì)影響游離鋰離子含量。

3.水洗工藝?，F(xiàn)在很多廠家都有對(duì)于三元材料水洗工藝的專(zhuān)利，而水洗的目的就是為了減少游離鋰離子含量，降低PH值。但是很多高端客戶(hù)并不接受經(jīng)過(guò)水洗的三元材料，主要是因?yàn)樗垂に嚦藭?huì)進(jìn)一步提高材料的成本之外，還可能把結(jié)構(gòu)中的鋰一起洗掉，產(chǎn)生一系列副作用。

首先，游離鋰離子含量這個(gè)指標(biāo)在很多材料廠家根本沒(méi)有受到重視，據(jù)我們了解，真正把這一指標(biāo)建立起來(lái)用于供應(yīng)商材料評(píng)估的電池廠家在國(guó)內(nèi)真的是屈指可數(shù)，其實(shí)這一指標(biāo)的檢驗(yàn)并不復(fù)雜，用滴定法即可。

其次，以上的控制方法，很多材料廠家都有了解，但是如何真正的做好，把這些理論成功的在產(chǎn)業(yè)化中做好，需要的是長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累和腳踏實(shí)地的探索，這往往是對(duì)于研發(fā)投入有限的材料廠家很難做到的。

最后，幾乎可以肯定的是，軟包電池是今后鋰離子電池發(fā)展的一個(gè)重要方向，而想要在這一領(lǐng)域有所作為，三元材料的高溫產(chǎn)氣幾乎是不可避免的，而高電壓領(lǐng)域的應(yīng)用對(duì)于這一指標(biāo)的要求可能更加苛刻，所以有理由相信，制程控制優(yōu)異的高容量三元材料一定成為今后發(fā)展的主流。

（15）放電倍率

電池放電電流的大小常用“放電倍率”表示，即電池的放電倍率用放電時(shí)間表示或者說(shuō)以一定的放電電流放完額定容量所需的小時(shí)數(shù)來(lái)表示，由此可見(jiàn)，放電倍率表示的放電時(shí)間越短，即放電倍率越高，則放電電流越大。（放電倍率=額定容量/放電電流）。根據(jù)放電倍率的大小，可分為低倍率（<0.5C）、中倍率（0.5-3.5C）、高倍率（3.5-7.0C）、超高倍率（>7.0C）

如：某電池的額定容量為20Ah，若用4A電流放電，則放完20Ah的額定容量需用5h，也就是說(shuō)以5倍率放電，用符號(hào)C/5或0.2C表示，為低倍率。

mAh/g是指材料的克容量，是對(duì)材料容量性能的衡量標(biāo)準(zhǔn)；也可以是質(zhì)量比容量，通常指一只電池能做到的最大容量與重量的比，用來(lái)衡量相同材料下的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。電池容量電池的電容量常簡(jiǎn)稱(chēng)為容量，單位為庫(kù)化或安時(shí)。理論容量：系指根據(jù)參加電化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)電化當(dāng)量數(shù)計(jì)算得到的電量，通常理論上電化當(dāng)量物質(zhì)（1電化當(dāng)量物質(zhì)的量等于活性物質(zhì)的原子量或分子量除以反應(yīng)中的電子數(shù)）將放出1法拉第電量，即96500C或26.8Ah。

額定容量：系指在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)電池時(shí)，規(guī)定或保證在指定的放電條件下，電池應(yīng)該放出的最低限度的電量。

實(shí)際容量：系指在一定的放電條件下，即在一定的放電電流和溫度下，電池在終止電壓前所能放出的電量。

（16）鋰電正極材料主流技術(shù)將共存發(fā)展

現(xiàn)有鋰離子充電電池的主流正極材料包括鈷酸鋰（LiCoO2）、錳酸鋰（LiMn2O4）、三元材料（LiNiMnCoO2）和磷酸鐵鋰（LiFePO4）等。雖然主流正極材料在許多領(lǐng)域已取得廣泛應(yīng)用，但在性能和價(jià)格方面各具優(yōu)缺點(diǎn)，因此業(yè)界對(duì)現(xiàn)有正極材料的改進(jìn)和新型正極材料的研發(fā)從未停止。

對(duì)鋰電正極材料技術(shù)的進(jìn)一步研發(fā)工作，主要集中在提高比容量、降低成本、提高循環(huán)特性和提高安全性等方面。鋰電行業(yè)普遍的開(kāi)發(fā)的目標(biāo)是在2015～2020年前后，使大型電池用鋰離子充電電池的能量密度達(dá)到現(xiàn)有的約2倍，即200～300Wh/kg。

由于現(xiàn)有主流正極材料的理論容量都在200mAh/g以下，要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，必須尋找超過(guò)200mAh/g的新材料，或是使用能夠?qū)⒛壳爸挥?V左右的對(duì)鋰電位提高到5V左右的5V類(lèi)正極材料，以增加能量密度。

一方面，能夠?qū)崿F(xiàn)超過(guò)250mAh/g的比容量，而且屬于5V類(lèi)正極材料的固溶體類(lèi)（Li2MnO3-LiMO2）材料被寄予了厚望。另一方面，雖然比容量并不算大，但橄欖石類(lèi)正極材料能夠?qū)崿F(xiàn)高電壓化，而且在安全性和成本方面?zhèn)涫荜P(guān)注。其中，目前已經(jīng)實(shí)用化的LiFePO4對(duì)鋰電壓僅為3.4V左右，而正在開(kāi)發(fā)中的磷酸錳鋰（LiMnPO4）的對(duì)鋰電位達(dá)到4.1V。

在橄欖石類(lèi)材料中，日本GS湯淺公司正在開(kāi)發(fā)的磷酸釩鋰（Li3V2(PO4)3）不僅在安全性方面有望與LiFePO4相當(dāng)，理論容量也高達(dá)197mAh/g，比LiFePO4和LiMnPO4高出25mAh/g以上。而且，對(duì)鋰電位可以達(dá)到3.8V左右，比LiFePO4高0.4V左右。應(yīng)用該材料，該公司已經(jīng)制作出了試驗(yàn)用電池產(chǎn)品。亞化咨詢(xún)認(rèn)為，數(shù)碼電子設(shè)備、電動(dòng)工具和電動(dòng)車(chē)對(duì)鋰電池在需求上各不相同。即使電動(dòng)車(chē)，電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)家用轎車(chē)和電動(dòng)公交大巴對(duì)鋰電池需求也有差異。因此，對(duì)鋰電池性能的差異化需求，將使各種主流鋰電正極材料都能夠在市場(chǎng)中得到合適的應(yīng)用。未來(lái)鋰電正極材料將出現(xiàn)主流技術(shù)共存發(fā)展的局面，而業(yè)界對(duì)于主流成熟技術(shù)的改進(jìn)和對(duì)前沿新技術(shù)的開(kāi)發(fā)也將不會(huì)停止。

（17）鈦酸鋰電池很難避免脹氣情況的原因？

應(yīng)該是比表面大，容易吸水造成的吧，個(gè)人愚見(jiàn)..顆粒小，易吸水，且環(huán)境水分控制不夠等等

（18）一家之言:磷酸鐵鋰和三元材料

最近看了很多關(guān)于哪種材料更適合電動(dòng)汽車(chē)電池的新聞和專(zhuān)家論文，無(wú)外乎從材料的合成工藝和成本方面考慮。本人對(duì)兩種材料有如下的看法： 個(gè)人認(rèn)為磷酸鐵鋰在長(zhǎng)期的應(yīng)用階段，因其導(dǎo)電性差和密度低且改善的方法有限，比較適合短距離和速度較低的交通工具上使用。尤其是其耐高溫性能的這一優(yōu)點(diǎn)（55℃運(yùn)行基本上沒(méi)有大問(wèn)題），因此個(gè)人認(rèn)為比較適合電動(dòng)自行車(chē)。本文將重點(diǎn)介紹一下三元材料：

三元材料以其獨(dú)特的魅力，究其原因，有幾點(diǎn)： 1.材料的結(jié)構(gòu)比較獨(dú)特，層狀結(jié)構(gòu)和尖晶石結(jié)構(gòu)。

層狀結(jié)構(gòu)的居多，層狀結(jié)構(gòu)類(lèi)似于樓房的樓層，鋰離子可以有序的嵌入或脫出正極材料本體；尖晶石結(jié)構(gòu)因材料內(nèi)部含有很多的四面體和八面體間隙，鋰離子也可有較多的儲(chǔ)存通道；如果負(fù)極配上近期很火的鈦酸鋰材料（該材料也為尖晶石結(jié)構(gòu)，具體的可以google），無(wú)疑是行業(yè)的一次革命，高的循環(huán)壽命和安全性能。

2.在應(yīng)用方面，三元材料低溫下性能比較好，零下時(shí)的放電效率將大大的高于磷酸鐵鋰。眾所周知，高溫的管理比低溫方便。低溫升到高溫的熱管理設(shè)計(jì)，比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也不是很簡(jiǎn)單。例如采用VOLT的液體加熱方案，無(wú)疑增加了很多管道，而且安全性能不宜保證，搞不好錦上添花。3.在電池的應(yīng)用角度，三元材料的能量密度和電壓平臺(tái)均高于磷酸鐵鋰，對(duì)提高電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程有很大的幫助。

4.在BMS方面，同樣的整車(chē)參數(shù)，可能需要磷酸鐵鋰400~500只，而應(yīng)用的三元材料可以降低至300多只，這方面從電池管理的角度來(lái)說(shuō)，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，而且也提高了這個(gè)系統(tǒng)的安全性能。5.如果采用聚合物軟包電池，形狀可以隨意設(shè)計(jì)，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)推廣將大有好處，可以充分的利用整車(chē)空間。

6.當(dāng)前寶馬電動(dòng)汽車(chē)，日韓系大都采用三元材料的體系電池，無(wú)疑有上述多方面的考慮。

個(gè)人認(rèn)為，電動(dòng)汽車(chē)要真正的產(chǎn)業(yè)化，需要走軟包策略，在材料的選用方面，可以更傾向于三元，而非磷酸鐵鋰。但LZ沒(méi)有談三元的安全問(wèn)題，不論是1:1:1，還是5:3:2，不摻LMO的話(huà)都無(wú)法滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)的安全要求。若使用純?nèi)牧献鲭妱?dòng)汽車(chē)或電動(dòng)大巴電池，估計(jì)不只是起火的問(wèn)題了。

（19）SEI膜的成膜機(jī)理及影響因素分析

在液態(tài)鋰離子電池首次充放電過(guò)程中,電極材料與電解液在固液相界面上發(fā)生反應(yīng),形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層。這種鈍化層是一種界面層,具有固體電解質(zhì)的特征,是電子絕緣體卻是Li+的優(yōu)良導(dǎo)體,Li+可以經(jīng)過(guò)該鈍化層自由地嵌入和脫出,因此這層鈍化膜被稱(chēng)為“固體電解質(zhì)界面膜”(solid electrolyte interface),簡(jiǎn)稱(chēng)SEI膜。正極確實(shí)也有層膜形成,只是現(xiàn)階段認(rèn)為其對(duì)電池的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于負(fù)極表面的SEI膜,因此本文著重討論負(fù)極表面的SEI膜（以下所出現(xiàn)SEI膜未加說(shuō)明則均指在負(fù)極形成的）。負(fù)極材料石墨與電解液界面上通過(guò)界面反應(yīng)能生成SEI膜,多種分析方法也證明SEI膜確實(shí)存在,厚度約為100～120nm ,其組成主要有各種無(wú)機(jī)成分如Li2CO3、LiF、Li2O、LiOH 等和各種有機(jī)成分如ROCO2Li、ROLi、(ROCO2Li)2 等。SEI膜的形成對(duì)電極材料的性能產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。一方面,SEI 膜的形成消耗了部分鋰離子,使得首次充放電不可逆容量增加,降低了電極材料的充放電效率；另一方面,SEI 膜具有有機(jī)溶劑不溶性,在有機(jī)電解質(zhì)溶液中能穩(wěn)定存在,并且溶劑分子不能通過(guò)該層鈍化膜,從而能有效防止溶劑分子的共嵌入,避免了因溶劑分子共嵌入對(duì)電極材料造成的破壞,因而大大提高了電極的循環(huán)性能和使用壽命。因此,深入研究SEI膜的形成機(jī)理、組成結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性及其影響因素,并進(jìn)一步尋找改善SEI膜性能的有效途徑,一直都是世界電化學(xué)界研究的熱點(diǎn)。

1.SEI膜的成膜機(jī)理早在上世紀(jì)70年代,人們?cè)谘芯夸嚱饘俣坞姵貢r(shí),就發(fā)現(xiàn)在金屬鋰負(fù)極上覆蓋著一層鈍化膜,這層膜在電池充放電循環(huán)中起著非常重要的作用。隨著對(duì)這種現(xiàn)象研究的深入,研究者們提出了這層鈍化膜大致的形成機(jī)理,并依靠這些機(jī)理,相繼提出了幾種鈍化膜的模型。在這些模型當(dāng)中,SEI 膜模型得到人們普遍的應(yīng)用,因此人們習(xí)慣于把這種鈍化膜稱(chēng)為SEI膜。1.1.鋰金屬電池早期,人們對(duì)鋰金屬電池研究較多。對(duì)于鋰金屬電池負(fù)極上的鈍化膜,一般認(rèn)為是極其活潑的金屬Li與電解液中的陰離子反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物(大多不溶)在金屬鋰表面沉積下來(lái),形成一層足夠厚的、能夠阻止電子通過(guò)的鈍化膜。典型的反應(yīng)式有: PC + 2 e+ 2Li+ →(CH2OCO2Li)2 ↓+ CH2 =CH2 ↑雖然該鈍化膜也不足以阻止鋰枝晶在充放電過(guò)程中的聚集,然而其研究結(jié)果對(duì)鋰離子電池的機(jī)理研究有極其重要的指導(dǎo)意義。鋰離子電池一般用碳材料(主要是石墨)作負(fù)極,在SEI 膜形成的過(guò)程中,負(fù)極表面所發(fā)生的反應(yīng)與金屬鋰負(fù)極相類(lèi)似。Aurbach等認(rèn)為可能的反應(yīng)是由EC、DMC、痕量水分及HF等與Li+反應(yīng)形成(CH2OCO2Li)2、LiCH2CH2OCO2Li、CH3OCO2Li、LiOH、Li2CO3、LiF等覆蓋在負(fù)極表面構(gòu)成SEI膜,同時(shí)產(chǎn)生乙烯、氫氣、一氧化碳等氣體。主要的化學(xué)反應(yīng)如下(電解液以EC/DMC + 1mol/L LiPF6 為例): 2EC + 2e+ 2Li + →LiCH2CH2OCO2Li ↓；DMC + e+Li + →LiOH ↓+ 1/2H2 ；LiOH + e+ 2Li + →Li2CO3 ↓+ CO ；LiPF6 + H2O →LiF + 2HF + PF3O ；PF6-+ ne+ nLi + →LiF↓+LixPOFy ↓；HF +(CH2OCO2Li)2 ↓,LiCO3 ↓→LiF ↓+(CH2COCO2H)2 ,H2CO3(sol.)SEI膜持續(xù)生長(zhǎng),直到有足夠的厚度和致密性,能夠阻止溶劑分子的共插入,保證電極循環(huán)的穩(wěn)定性。同時(shí),氣體的產(chǎn)生機(jī)理也推動(dòng)了開(kāi)口化成工藝的優(yōu)化。不過(guò)當(dāng)前的研究仍處于定性階段,深入至定量的研究及各種成分的影響分析,將成為下一步的研究重點(diǎn)及難點(diǎn),其研究結(jié)果也將更富有指導(dǎo)意義。SEI膜的影響因素，SEI膜作為電極材料與電解液在電池充放電過(guò)程中的反應(yīng)產(chǎn)物 ,它的組成、結(jié)構(gòu)、致密性與穩(wěn)定性主要是由電極和電解液的性質(zhì)決定 ,同時(shí)也受到溫度、循環(huán)次數(shù)以及充放電電流密度的影響負(fù)極材料的影響負(fù)極材料的各種性質(zhì) ,包括材料種類(lèi)、電極組成及結(jié)構(gòu)、形態(tài)特別是表面形態(tài)對(duì)SEI 膜的形成有著至關(guān)重要的影響。人們對(duì)各種類(lèi)型的碳負(fù)極材料 ,包括熱解碳、碳纖維、石油焦、人造石墨和天然石墨等進(jìn)行了深入研究,結(jié)果表明材料的石墨化程度和結(jié)構(gòu)有序性不同 ,所形成 SEI 膜的各種性質(zhì)也不同;即使對(duì)同一種碳材料 ,微粒的表面不同區(qū)域(基礎(chǔ)面和邊緣面),所形成的 SEI 膜也有很大差異。Kang[9]對(duì)碳負(fù)極形成 SEI 膜進(jìn)行了研究 ,分析表明在這幾種碳材料中,熱解碳形成的SEI層較厚,而高定向熱解石墨(HOPG)上形成的 SEI 膜較薄。Edstrom 等[12] 對(duì)中間相碳微球(MCMB)和石墨作負(fù)極的 SEI膜的熱力學(xué)穩(wěn)定性進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)證明 ,負(fù)極 SEI膜的熱穩(wěn)定性是由碳電極的類(lèi)型決定的。把電極進(jìn)行升溫處理 ,雖然各種碳負(fù)極剝落的起始溫度基本一致 ,但剝落程度和受溫度影響的范圍卻各不相同 ,這些差異主要是由電極的表面結(jié)構(gòu)孔隙率和粒子大小不同造成的。電解質(zhì)的影響一般認(rèn)為作為溶質(zhì)的支持電解質(zhì)鹽比溶劑更易還原,還原產(chǎn)物成為SEI 膜的一部分。在一些常用的電解質(zhì)鋰鹽中LiClO4的氧化性太強(qiáng),安全性差。LiAsF6 對(duì)碳負(fù)極電化學(xué)性能最好,但其毒性較大。LiPF6 熱穩(wěn)定性差,60～80 ℃左右就有少量分解成為L(zhǎng)iF。因此尋找新型鋰鹽的研究一直在不斷進(jìn)行中。電解質(zhì)鋰鹽的主要差別在于陰離子種類(lèi)不同,造成SEI 膜的形成電位和化學(xué)組成有差別。用含 Cl、F等元素的無(wú)機(jī)鋰鹽作電解質(zhì)時(shí),SEI膜中就會(huì)有這些電解質(zhì)的還原物存在。實(shí)驗(yàn)表明[10] ,在含有 Cl 和 F 的電解液中，SEI膜中的 LiF、的含量都很高 ,這可能 LiCl是以下反應(yīng)所致[15] : LiPF6(solv)+ H2O(l)→LiF(s)+2HF(solv)+ POF3(g)LiBF4(solv)+ H2O(l)→LiF(s)+2HF(solv)+ BOF(s)并且 ,無(wú)機(jī)鋰鹽的分解也可能直接生成這些化合物: LiPF6(solv)→LiF(s)+ PF5(s)由于在熱力學(xué)上生成無(wú)機(jī)鋰化合物的傾向較大 ,故使得所生成的 SEI膜能更穩(wěn)定地存在 ,從而減弱 SEI膜在電化學(xué)循環(huán)過(guò)程中的溶解破壞。陽(yáng)離子對(duì) SEI 膜也有明顯影響。例如分別用LiPF6 和 TBAPF6(TBA+ 為四丁基銨離子)作電解質(zhì)時(shí) ,采用EIS分析發(fā)現(xiàn)后者的阻抗顯著增大 ,這主要是因?yàn)?TBA+體積較大 ,嵌入后使石墨層間距擴(kuò)張較大 ,所以造成石墨電極的嚴(yán)重破壞[16]。溶劑的影響研究表明 ,電解液的溶劑對(duì)SEI膜有著舉足輕重的作用 ,不同的溶劑在形成SEI膜中的作用不同。在PC溶液中，形成的SEI膜不能完全覆蓋表面，電解液很容易在石墨表面反應(yīng)，產(chǎn)生不可逆容量。在純 EC做溶劑時(shí),生成的SEI 膜主要成分是(CH2OCOOLi)2 ,而加入DEC或DMC后,形成的SEI 膜的主要成分分別為C2 H5COOLi 和Li2CO3。顯然,后二者形成的SEI 膜更穩(wěn)定。在EC/DEC和EC/DMC的混合體系中, EC是生成SEI 膜的主要來(lái)源，只有EC發(fā)生了分解，DEC和DMC的主要作用是提高溶液的電導(dǎo)率和可溶性,而不在于參與SEI 膜的形成。有機(jī)電解質(zhì)的溶劑一般需要具有高電導(dǎo)率、低粘度、高閃燃點(diǎn)和較高的穩(wěn)定性等特點(diǎn),這就要求溶劑的介電常數(shù)高，粘度小。烷基碳酸鹽如PC、EC等極性強(qiáng)，介電常數(shù)高，但粘度大，分子間作用力大，鋰離子在其中移動(dòng)速度慢。而線性酯，如DMC(二甲基碳酸脂)、DEC(二乙基碳酸脂)等粘度低，但介電常數(shù)也低，因此，為獲得滿(mǎn)足需求的溶液，人們一般都采用多種成分的混合溶劑如PC十DEC，EC+DMC等。Peled 等[14] 分析了采用幾種不同配比的EC/PC、EC/DMC 做溶劑時(shí)高溫條件下SEI 膜的嵌脫鋰性能。研究表明,雖然室溫下電解液中含有PC 會(huì)在電極表面形成不均勻的鈍化層,同時(shí)易于產(chǎn)生溶劑共嵌入而使碳電極破壞,但PC 的加入?yún)s有利于提高電極高溫循環(huán)性能,具體原因有待于進(jìn)一步研究。溫度的影響一般認(rèn)為,高溫條件會(huì)使SEI 膜的穩(wěn)定性下降和電極循環(huán)性能變差,這是因?yàn)楦邷貢r(shí)SEI 膜的溶解和溶劑分子的共嵌入加劇,而低溫條件下SEI 膜趨于穩(wěn)定。Ishiikawa[17] 在優(yōu)化低溫處理?xiàng)l件時(shí)發(fā)現(xiàn), 在-20 ℃時(shí)生成SEI 膜循環(huán)性能最好,這是因?yàn)榈蜏貢r(shí)形成的SEI 膜致密、穩(wěn)定, 并且阻抗較低。Andersson[15]則認(rèn)為高溫條件下,原來(lái)的膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)重整,膜的溶解與重新沉積使新的膜具有多孔的結(jié)構(gòu),從而使得電解液與電極產(chǎn)生進(jìn)一步接觸并繼續(xù)還原。目前在鋰離子電池制造商中普遍采用的化成后在30 —60 ℃之間保溫老化,以改善電池的循環(huán)性能和優(yōu)化電池的貯存性能,就是基于在較高溫度下SEI 膜的結(jié)構(gòu)重整之說(shuō)電流密度的影響電極表面的反應(yīng)是一個(gè)鈍化膜形成與電荷傳遞的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)。由于各種離子的擴(kuò)散速度不同和離子遷移數(shù)不同,所以在不同的電流密度下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的主體就不相同,膜的組成也不同。Dollé[18 ] 在研究SEI 膜時(shí)發(fā)現(xiàn),電流密度對(duì)膜的厚度影響不大,卻使得膜的組成截然不同。低電流密度時(shí)，Li2CO3 首先形成,而ROCOOLi 則延遲到電極放電結(jié)束前才開(kāi)始形成；高電流密度時(shí),ROCOOLi沒(méi)有在膜中出現(xiàn)，膜中只含有Li2CO3 ,這使得膜的電阻變小，電容增大。Hitoshi Ota[19 ]等人在對(duì)以PC(碳酸丙稀酯)和ES(亞硫酸乙烯酯)基電解液系統(tǒng)的碳負(fù)電極進(jìn)行研學(xué)手段對(duì)SEI 膜形成機(jī)理作了介紹。試驗(yàn)研究表明: SEI 膜的產(chǎn)生主要是由PC 和ES 的分解而形成的,且ES 在PC 之前分解,SEI 膜的組成結(jié)構(gòu)主要取決于電流密度。如果電流密度高,SEI 膜的無(wú)機(jī)組分首先在該高電位下形成,鋰離子的插入開(kāi)始,此后SEI 膜的有機(jī)組分形成。而當(dāng)電流密度較低時(shí),從初始電位開(kāi)始(1.5 V ,versus Li/ Li +),SEI 的有機(jī)組分立即形成。SEI膜的改性根據(jù) SEI膜的形成過(guò)程、機(jī)理及其性能特征 ,人們采用各種方法對(duì)SEI膜進(jìn)行改性 ,以求改善其嵌脫鋰性能 ,延緩 SEI 膜的溶解破壞 ,增強(qiáng)穩(wěn)定性 ,同時(shí)減少 SEI膜形成過(guò)程中鋰離子的損失。目前 ,對(duì)SEI 膜的改性主要是通過(guò)對(duì)碳負(fù)極和電解液改性實(shí)現(xiàn)的。碳負(fù)極改性碳負(fù)極的改性方法有多種：包覆、機(jī)械研磨、表面成膜都是有效的方法。對(duì)石墨電極表面氧化、氣體還原處理、高溫?zé)崽幚怼⒍栊詺怏w清洗以及低溫預(yù)處理都能在一定程度上改善電極表面的 SEI膜 ,增強(qiáng)其穩(wěn)定性與循環(huán)性能 ,減少不可逆容量 ,增大充放電效率。包覆是一種有效的改性方法 ,可以使負(fù)極的循環(huán)性能得到很大的改善。這主要?dú)w因于石墨外表面包上一層碳?xì)?,能形成薄而致密的SEI膜 ,有效地抑制溶劑化鋰離子的共嵌入 ,阻止循環(huán)過(guò)程中石墨層的脫落。氧化也是一種優(yōu)良的碳負(fù)極改性方法。氧化可以除去碳電極的表面活性高的部分 ,使電極的微孔增加 ,形成的 SEI 膜有利于 Li 離子的通過(guò);同時(shí)它表層的氧化物部分能形成與電極鍵合的 SEI膜 ,從而大大增強(qiáng)了膜的穩(wěn)定性。電解液在SEI膜的改性方面 ,電解液是另一個(gè)重要的方面。在選擇合適電解液的基礎(chǔ)上通過(guò)加入合適添加劑 ,能夠形成更穩(wěn)定的 SEI膜 ,提高電極表層分子膜的穩(wěn)定性，減少溶劑分子的共嵌入。有機(jī)成膜添加劑硫代有機(jī)溶劑是重要的有機(jī)成膜添加劑，包括亞硫酰基添加劑和磺酸酯添加劑。ES(ethylene sulfite, 亞硫酸乙烯酯)、PS(propylene sulfite, 亞硫酸丙烯酯)、DMS(dimethylsulfite, 二甲基亞硫酸酯)、DES(diethyl sulfite, 二乙基亞硫酸酯)、DMSO(dimethyl sulfoxide, 二甲亞砜)都是常用的亞硫?；砑觿20-22]，研究了發(fā)現(xiàn)添加劑活性基團(tuán)的吸電子能力是決定添加劑在電極表面SEI 膜形成電位的重要因素，而與Li＋在電解液中的溶劑化狀況無(wú)關(guān)。Ota 等[20]證實(shí)了亞硫酰基添加劑還原分解形成SEI膜的主要成分是無(wú)機(jī)鹽Li2S、Li2SO3 或Li2SO4 和有機(jī)鹽ROSO2Li，Wrodnigg 等[21]比較了不同亞硫?；衔锏碾娀瘜W(xué)性能，發(fā)現(xiàn)其在碳負(fù)極界面的成膜能力大小依次為：ES>S>>DMS>DES，指出鏈狀亞硫?；軇┎荒苡米鱌C基電解液的添加劑，因?yàn)樗鼈儾荒苄纬捎行У腟EI 膜，但可以與EC溶劑配合使用，高粘度的EC 具有強(qiáng)的成膜作用，可承擔(dān)成膜任務(wù)，而低粘度的DES 和DMS 可以保證電解液優(yōu)良的導(dǎo)電性?；撬狨ナ橇硪环N硫代有機(jī)成膜添加劑，不同體積的烷基磺酸酯如1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯、1,4-丁烷磺酸內(nèi)酯、甲基磺酸乙酯和甲基磺酸丁酯具有良好的成膜性能和低溫導(dǎo)電性能，是近年來(lái)人們看好的鋰離子電池有機(jī)電解液添加劑。鹵代有機(jī)成膜添加劑包括氟代、氯代和溴代有機(jī)化合物。這類(lèi)添加劑借助鹵素原子的吸電子效應(yīng)提高中心原子的得電子能力，使添加劑在較高的電位條件下還原并有效鈍化電極表面。鹵代EC、三氟乙基膦酸[tris(2,2,2-trifluoroethyl)phosphite, 簡(jiǎn)稱(chēng)TTFP]、氯甲酸甲酯、溴代丁內(nèi)酯及氟代乙酸基乙烷等都是這類(lèi)添加劑[23~25]。在PC 基電解液中加入10%的1,2-三氟乙酸基乙烷

[1,2-bis-(trifluoracetoxy)-ethane, 簡(jiǎn)稱(chēng)BTE]后，電極在1.75V(vs.Li/Li+)發(fā)生成膜反應(yīng)[25]，可有效抑制PC 溶劑分子的還原共插反應(yīng)，并允許鋰可逆地嵌入與脫嵌，提高碳負(fù)極的循環(huán)效率。氯甲酸甲酯、溴代丁內(nèi)酯的使用也可以使碳負(fù)極的不可逆容量降低60%以上。其它有機(jī)溶劑：碳酸亞乙烯酯(vinylene carbonate, 簡(jiǎn)稱(chēng)VC)是目前研究最深入、效果理想的有機(jī)成膜添加劑。Aurbach[26]在1mol/L 的LiAsF6/EC+DMC(1/1)電解液中加入10%的VC 后，利用分光鏡觀察電極表面，證實(shí)VC 在碳負(fù)極表面發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，生成聚烷基碳酸鋰化合物，從而有效抑制溶劑分子的共插反應(yīng)，同時(shí)對(duì)正極無(wú)副作用。Matsuoka 等[27]研究了VC 在1 mol/L 的LiAsF6/EC+EMC(ethyl methyl carbonate, 乙基甲基碳酸酯)(1/2)電解液中的作用，證實(shí)VC 可使高定向熱解石墨(highly oriented pyrolytic graphite, 簡(jiǎn)稱(chēng)HOPG)電極表面裂縫的活性點(diǎn)失去反應(yīng)活性，在HOPG 電極表面形成極薄的鈍化膜(厚度小于10nm)，該鈍化薄膜是由VC 的還原產(chǎn)物組成，具有聚合物結(jié)構(gòu)。另?yè)?jù)Sony 公司的專(zhuān)利報(bào)道，在鋰離子電池非水電解液中加入微量苯甲醚或其鹵代衍生物，能夠改善電池的循環(huán)性能，減少電池的不可逆容量損失，這是因?yàn)楸郊酌押碗娊庖褐蠩C、DEC(diethyl carbonate, 二甲基碳酸酯)的還原分解產(chǎn)物RCO3Li 可以發(fā)生類(lèi)似于酯交換的基團(tuán)交換反應(yīng)，生成CH3OLi 沉積于石墨電極表面，成為SEI 膜的有效成分，使得SEI 膜更加穩(wěn)定有效，降低循環(huán)過(guò)程中用于修補(bǔ)SEI 膜的不可逆容量[28]。無(wú)機(jī)成膜添加劑優(yōu)良的無(wú)機(jī)成膜添加劑的種類(lèi)和數(shù)目至今仍然十分有限。CO2在電解液中溶解度小，使用效果并不十分理想；相比之下，SO2的成膜效果和對(duì)電極性能的改善十分明顯，但與電池處于高電位條件下的正極材料相容性差，難以在實(shí)際生產(chǎn)中使用。無(wú)機(jī)固體成膜添加劑的研究最近也有了一些進(jìn)展，Shin等[29]在1mol/L，LiPF6/EC+DMC體系中添加飽和Li2CO3后，電極表面產(chǎn)生的氣體總量明顯減少，電極可逆容量明顯提高。Choi 等[30]利用SEM、EDX 和FT-IR 研究電極表面結(jié)構(gòu)與組成的變化，認(rèn)為SEI膜的形成是Li2CO3在電極表面沉積和溶劑還原分解共同作用的結(jié)果。Li2CO3的加入一方面有助于電極表面形成導(dǎo)Li+性能優(yōu)良的SEI膜，同時(shí)也在一定程度上抑制了EC和DEC的分解反應(yīng)。在LiClO4作鋰鹽電解質(zhì)的電解液中加入少量NaClO4，也可以降低電極不可逆容量，改善循環(huán)性能，這是因?yàn)镹a+的加入改變了電解液內(nèi)部Li+的溶劑化狀況和電極界面成膜反應(yīng)的形式，SEI 膜的結(jié)

2.SEI膜的影響因素

SEI 膜作為電極材料與電解液在電池充放電過(guò)程中的反應(yīng)產(chǎn)物 ,它的組成、結(jié)構(gòu)、致密性與穩(wěn)定性主要是由電極和電解液的性質(zhì)決定 ,同時(shí)也受到溫度、循環(huán)次數(shù)以及充放電電流密度的影響。

2.1 負(fù)極材料的影響

負(fù)極材料的各種性質(zhì) ,包括材料種類(lèi)、電極組成及結(jié)構(gòu)、形態(tài)特別是表面形態(tài)對(duì)SEI 膜的形成有著至關(guān)重要的影響。人們對(duì)各種類(lèi)型的碳負(fù)極材料 ,包括熱解碳、碳纖維、石油焦、人造石墨和天然石墨等進(jìn)行了深入研究[9—15] ,結(jié)果表明材料的石墨化程度和結(jié)構(gòu)有序性不同 ,所形成 SEI 膜的各種性質(zhì)也不同;即使對(duì)同一種碳材料 ,微粒的表面不同區(qū)域(基礎(chǔ)面和邊緣面),所形成的 SEI 膜也有很大差異。Kang[9]對(duì)碳負(fù)極形成 SEI 膜進(jìn)行了研究 ,分析表明在這幾種碳材料中 ,熱解碳形成的 SEI 層較厚,而高定向熱解石墨(HOPG)上形成的 SEI 膜較薄。Edstrom 等[12] 對(duì)中間相碳微球(MCMB)和石墨作負(fù)極的 SEI膜的熱力學(xué)穩(wěn)定性進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)證明 ,負(fù)極 SEI膜的熱穩(wěn)定性是由碳電極的類(lèi)型決定的。把電極進(jìn)行升溫處理 ,雖然各種碳負(fù)極剝落的起始溫度基本一致 ,但剝落程度和受溫度影響的范圍卻各不相同 ,這些差異主要是由電極的表面結(jié)構(gòu)孔隙率和粒子大小不同造成的。

2.2.電解質(zhì)的影響

一般認(rèn)為作為溶質(zhì)的支持電解質(zhì)鹽比溶劑更易還原,還原產(chǎn)物成為SEI 膜的一部分。在一些常用的電解質(zhì)鋰鹽中LiClO4的氧化性太強(qiáng),安全性差。LiAsF6 對(duì)碳負(fù)極電化學(xué)性能最好,但其毒性較大。LiPF6 熱穩(wěn)定性差,60～80 ℃左右就有少量分解成為L(zhǎng)iF。因此尋找新型鋰鹽的研究一直在不斷進(jìn)行中。電解質(zhì)鋰鹽的主要差別在于陰離子種類(lèi)不同,造成SEI 膜的形成電位和化學(xué)組成有差別。用含 Cl、F等元素的無(wú)機(jī)鋰鹽作電解質(zhì)時(shí) ,SEI 膜中就會(huì)有這些電解質(zhì)的還原物存在。實(shí)驗(yàn)表明[10] ,在含有 Cl 和 F 的電解液中 ,SEI膜中的 LiF、的含量都很高 ,這可能 LiCl是以下反應(yīng)所致[15] : LiPF6(solv)+ H2O(l)→LiF(s)+2HF(solv)+ POF3(g)LiBF4(solv)+ H2O(l)→LiF(s)+2HF(solv)+ BOF(s)并且 ,無(wú)機(jī)鋰鹽的分解也可能直接生成這些化合物: LiPF6(solv)→LiF(s)+ PF5(s)

由于在熱力學(xué)上生成無(wú)機(jī)鋰化合物的傾向較大 ,故使得所生成的 SEI膜能更穩(wěn)定地存在 ,從而減弱 SEI膜在電化學(xué)循環(huán)過(guò)程中的溶解破壞。陽(yáng)離子對(duì) SEI 膜也有明顯影響。例如分別用LiPF6 和 TBAPF6(TBA+ 為四丁基銨離子)作電解質(zhì) 時(shí) ,采用EIS分析發(fā)現(xiàn)后者的阻抗顯著增大 ,這主要是因?yàn)?TBA+體積較大 ,嵌入后使石墨層間距擴(kuò)張較大 ,所以造成石墨電極的嚴(yán)重破壞[16]。2.3.溶劑的影響

研究表明 ,電解液的溶劑對(duì)SEI膜有著舉足輕重的作用 ,不同的溶劑在形成SEI膜中的作用不同。在PC溶液中，形成的SEI膜不能完全覆蓋表面，電解液很容易在石墨表面反應(yīng)，產(chǎn)生不可逆容量。在純 EC做溶劑時(shí),生成的SEI 膜主要成分是(CH2OCOOLi)2 ,而加入DEC或DMC后,形成的SEI 膜的主要成分分別為C2 H5COOLi 和Li2CO3。顯然,后二者形成的SEI 膜更穩(wěn)定。在EC/DEC和EC/DMC的混合體系中, EC是生成SEI 膜的主要來(lái)源，只有EC發(fā)生了分解，DEC和DMC的主要作用是提高溶液的電導(dǎo)率和可溶性,而不在于參與SEI 膜的形成。有機(jī)電解質(zhì)的溶劑一般需要具有高電導(dǎo)率、低粘度、高閃燃點(diǎn)和較高的穩(wěn)定性等特點(diǎn),這就要求溶劑的介電常數(shù)高，粘度小。烷基碳酸鹽如PC、EC等極性強(qiáng)，介電常數(shù)高，但粘度大，分子間作用力大，鋰離子在其中移動(dòng)速度慢。而線性酯，如DMC(二甲基碳酸脂)、DEC(二乙基碳酸脂)等粘度低，但介電常數(shù)也低，因此，為獲得滿(mǎn)足需求的溶液，人們一般都采用多種成分的混合溶劑如PC十DEC，EC+DMC等。Peled 等[14] 分析了采用幾種不同配比的EC/PC、EC/DMC 做溶劑時(shí)高溫條件下SEI 膜的嵌脫鋰性能。研究表明,雖然室溫下電解液中含有PC 會(huì)在電極表面形成不均勻的鈍化層,同時(shí)易于產(chǎn)生溶劑共嵌入而使碳電極破壞,但PC 的加入?yún)s有利于提高電極高溫循環(huán)性能,具體原因有待于進(jìn)一步研究。2.4.溫度的影響

一般認(rèn)為,高溫條件會(huì)使SEI 膜的穩(wěn)定性下降和電極循環(huán)性能變差,這是因?yàn)楦邷貢r(shí)SEI 膜的溶解和溶劑分子的共嵌入加劇,而低溫條件下SEI 膜趨于穩(wěn)定。

Ishiikawa[17] 在優(yōu)化低溫處理?xiàng)l件時(shí)發(fā)現(xiàn), 在-20 ℃時(shí)生成SEI 膜循環(huán)性能最好,這是因?yàn)榈蜏貢r(shí)形成的SEI 膜致密、穩(wěn)定, 并且阻抗較低。Andersson[15]則認(rèn)為高溫條件下,原來(lái)的膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)重整,膜的溶解與重新沉積使新的膜具有多孔的結(jié)構(gòu),從而使得電解液與電極產(chǎn)生進(jìn)一步接觸并繼續(xù)還原。目前在鋰離子電池制造商中普遍采用的化成后在30 —60 ℃之間保溫老化,以改善電池的循環(huán)性能和優(yōu)化電池的貯存性能,就是基于在較高溫度下SEI 膜的結(jié)構(gòu)重整之說(shuō)。2.5.電流密度的影響

電極表面的反應(yīng)是一個(gè)鈍化膜形成與電荷傳遞的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)。由于各種離子的擴(kuò)散速度不同和離子遷移數(shù)不同,所以在不同的電流密度下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的主體就不相同,膜的組成也不同。Dollé[18 ] 在研究SEI 膜時(shí)發(fā)現(xiàn),電流密度對(duì)膜的厚度影響不大,卻使得膜的組成截然不同。低電流密度時(shí)，Li2CO3 首先形成,而ROCOOLi 則延遲到電極放電結(jié)束前才開(kāi)始形成；高電流密度時(shí),ROCOOLi沒(méi)有在膜中出現(xiàn)，膜中只含有Li2CO3 ,這使得膜的電阻變小，電容增大。總結(jié)：1優(yōu)化電極界面SEI膜的組成和其他物理化學(xué)；2如何通過(guò)優(yōu)化電解液組分優(yōu)化SEI膜，人們?nèi)栽趯?shí)；

（20）常用鋰離子電池導(dǎo)電劑的特性：

A、導(dǎo)電碳黑的特點(diǎn)是粒徑小，比表面積特別大，導(dǎo)電； B、導(dǎo)電石墨的特點(diǎn)是粒徑接近正負(fù)極活性物質(zhì)的粒徑； C、SP-Li的特點(diǎn)是粒徑小，和導(dǎo)電碳黑差不多；

D、科琴黑是目前比較前沿的超級(jí)導(dǎo)電炭黑，目前鋰電； E、碳納米管是近年新興 總結(jié)：1優(yōu)化電極界面SEI膜的組成和其他物理化學(xué)特性，增加電極可逆容量，延長(zhǎng)循環(huán)壽命，同時(shí)提高電解液的電導(dǎo)率，減小極化，提高電極高倍率充放電性能 如何通過(guò)優(yōu)化電解液組分優(yōu)化SEI膜，人們?nèi)栽趯?shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。通常認(rèn)為，EC與一種鏈狀碳酸酯的混合溶劑是鋰離子蓄電池的優(yōu)良的負(fù)極相容性電解液，例如EC/DEC基電解液是熱解碳電極的優(yōu)良電解液體系，EC/DEC基電解液是石墨電極的優(yōu)良溶劑體系。SEI膜的成膜電位是1.2～0.8V（vs Li/Li+），嵌鋰電位是0.25～0v，這個(gè)電位中嵌入的鋰才是可逆的 雖然膜的形成會(huì)消耗電池中的鋰并增加電極與電解液的界面電阻!造成一定的電壓滯后!但優(yōu)良的SEI(固體電解質(zhì)界面)膜具有有機(jī)溶劑的不溶性!允許鋰離子通過(guò)而溶劑分子卻無(wú)法穿越!從而阻止了溶劑分子的共插入對(duì)電極的破壞!大大延長(zhǎng)了電池的使用壽命

（21）材料的粒度跟電池的性能有什么關(guān)系？

粒徑小，比表面積高，初期活性好，電池的初期特性會(huì)比較好看，但是衰減會(huì)比較厲害，壽命上會(huì)有一定的縮減。粒徑大，比表面積小，初期活性弱，電池的初期特性不會(huì)很好看，但是衰減比較慢，穩(wěn)定性好。

Ex: 影響LiMn2O4 循環(huán)壽命的主要因素有錳溶解、電解液分解及Jahn Teller畸變．顆粒越細(xì)，比表面積越大的樣品錳溶解和對(duì)電解液的催化分解就會(huì)越嚴(yán)重．從前面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出．產(chǎn)物的粒徑越大．倍率放電性能越差，且所制產(chǎn)物表面又較平滑．其比表面積不會(huì)因粒徑的增大而增大，因此不同粒徑樣品循環(huán)性能的差異應(yīng)來(lái)源于Jahn—Teller畸變．由于LiMn2O4是一種離子-電子混合導(dǎo)體鋰離子的擴(kuò)散系數(shù)l0-9～ 10-10 cm。大粒徑活性物中鋰離子擴(kuò)散路徑長(zhǎng)，鋰離子不能及時(shí)嵌入導(dǎo)致表而鋰離子富集而使得電極電位下降。因此在達(dá)到規(guī)定放電電位時(shí)．仍有部分鋰離子不能完全回嵌．導(dǎo)致放電容量減少．同時(shí)，表面鋰離子富集造成過(guò)放電．使得表面錳平均氧化態(tài)低于3．5，導(dǎo)致Jahn Teller畸變發(fā)生循環(huán)性能下降。粒徑越大放電倍率越高，此現(xiàn)象就越明顯．總之．減小活性物粒徑對(duì)倍率放電性能有利．但考慮到填充性能．選擇粒徑大約10 nm 的活性物較為適宜． 結(jié)論:電化學(xué)充放電實(shí)驗(yàn)表明：隨著LiCrMnO 粒徑的增大，鋰離子傳輸困難與Jahn—Teller畸變導(dǎo)致其倍率充放電性能逐漸下降．兼顧到活性物的填充性能，選擇粒徑大約10nm 的活性物較為適宜．

（22）為什么倍率型的電池采用粒徑小的鈷酸鋰，可是采用粒徑較大的AGP-2呢？倍率型的電池為什么都采用AGP系列石墨？

采用小顆粒鈷酸鋰是為了提高電子的導(dǎo)電性；而使用粒徑較大的AGP-2石墨，是考慮到在大電流密度下極化較大，小顆粒的界面反應(yīng)活性高，另外小顆粒的比表面積大，界面反應(yīng)活性高，SEI膜成膜更多，電池內(nèi)阻大，阻礙大倍率充放電

表面積越大，電解液和負(fù)極界面接觸的機(jī)會(huì)越多，發(fā)生副反應(yīng)的可能性也變大；同時(shí)大的表面積也意味著會(huì)形成更多的SEI膜。主因還是第一個(gè)。正極使用小顆粒在于減小li+擴(kuò)散路徑（低的Loading意義也在此），小顆粒之間接觸緊密又可以加快電子傳導(dǎo)。

（23）1.陶瓷隔膜即在隔膜的表面或者負(fù)極表面涂覆Al2O3層，使之具有更好的耐熱和耐熱收縮性能，但是我們不知道這樣的涂層對(duì)電池企業(yè)來(lái)說(shuō)意義大不大？另外，您覺(jué)得開(kāi)始做這個(gè)項(xiàng)目有廣闊的市場(chǎng)前景嗎？

2.PVDF涂覆膜即在隔膜表面形成一層PVDF膜，不知道這樣對(duì)電池性能是否會(huì)有影響，有什么好處？您覺(jué)得做這個(gè)項(xiàng)目的話(huà)，必要性大嗎？或者說(shuō)是不是一個(gè)發(fā)展方向。兩個(gè)都有必要.Sony: PVDF Coating制作的Polymer Cell,性能很好SDI: 表面涂覆Al2O3層,做的性能也很好

（24）關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)和動(dòng)力電池的一點(diǎn)個(gè)人看法 電動(dòng)汽車(chē)和動(dòng)力電池一直是個(gè)熱門(mén)話(huà)題，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在也是炙手可熱，壇子里的朋友很多人都在從事相關(guān)的工作。這里我想就電動(dòng)汽車(chē)和動(dòng)力電池，說(shuō)點(diǎn)自己的個(gè)人看法。1.純電動(dòng)汽車(chē)不可能靠鋰離子電池作為主動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)

國(guó)內(nèi)很多官員專(zhuān)家一直在鼓吹中國(guó)要大力發(fā)展電動(dòng)車(chē)，而且是優(yōu)先發(fā)展純電動(dòng)車(chē)。各級(jí)政府官員也是熱心的很，積極鼓勵(lì)引導(dǎo)發(fā)展LFP電動(dòng)車(chē)，比如電動(dòng)大巴，電動(dòng)出租車(chē)的示范工程在全國(guó)熱火朝天的。仿佛吧汽油機(jī)換成LFP電池組，電動(dòng)車(chē)就實(shí)現(xiàn)了，是這樣子嗎？ 我們知道，電動(dòng)汽車(chē)大致可以分為純電動(dòng)汽車(chē)（EV），插電式混合動(dòng)力車(chē)（PHEV）和混合動(dòng)力車(chē)（HEV）三大類(lèi)，這三類(lèi)車(chē)的區(qū)別我就不多說(shuō)了，不明白的自己去Google。HEV需要高功率，電池組80wh/kg的能量密度就可以了，現(xiàn)有材料水平完全可以達(dá)到。PHEV則要求兼顧功率與能量密度，電池組的能量密度要接近120-150wh/kg, 也就是說(shuō)單電池的能量密度要達(dá)到180wh/kg, 這個(gè)指標(biāo)對(duì)于現(xiàn)有的材料和電池生產(chǎn)技術(shù)也是可以達(dá)到的, 雖然以目前的技術(shù)水平還有點(diǎn)難度。那么EV呢？不妨可以簡(jiǎn)單估算一下，純電動(dòng)汽車(chē)要達(dá)到五百公里（一箱油至少可以跑五六百公里），作為主動(dòng)力鋰離子電池組的能量密度要達(dá)到多少？如果是跟汽油引擎同重的鋰電電池組，它的能量密度至少要達(dá)到350wh/kg以上, 也就是說(shuō)單電池的能量密度要接近400wh/kg這還是在理想工況下,實(shí)際工況下里程會(huì)更短。那么，鋰離子電池的能量密度有沒(méi)有可能達(dá)到400 wh/kg以上呢? 我們暫且拋開(kāi)復(fù)雜的電化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)的概念，做些通俗易懂的分析?，F(xiàn)有的鋰電體系，其實(shí)它只能算“半個(gè)”高能電池。因?yàn)樗母弑饶芰浚饕莵?lái)自負(fù)極的低電極電勢(shì)，正極的電極電勢(shì)只有1V左右，跟常規(guī)水系電池的正極電位差不多。嵌入反應(yīng)需要電極材料有適當(dāng)?shù)匿囯x子遷移通道和結(jié)構(gòu)框架，結(jié)構(gòu)和電荷因素限制了正極材料容量不可能太高。要想使鋰電成為“真正”的高能電池，同樣只有兩條路：提高工作電壓，現(xiàn)在已經(jīng)接近５V了,結(jié)果是必須采用新的電解液體系；提高材料比容量，正極現(xiàn)在已經(jīng)接近300mAh/g了, 再高結(jié)構(gòu)和電荷因素不容許。所以要想進(jìn)一步提高鋰電比能量，必須打破現(xiàn)在的嵌入反應(yīng)機(jī)理的束縛, 象其它常規(guī)化學(xué)電源一樣，采用異相氧化還原機(jī)理（金屬鋰做負(fù)極）。但是鋰枝晶以及枝晶與電解質(zhì)的強(qiáng)烈反應(yīng)，使得金屬鋰為負(fù)極的高能鋰電池不可能實(shí)現(xiàn)。繞了一圈，問(wèn)題又回到了鋰電的起點(diǎn)。其實(shí)現(xiàn)在基于嵌入反應(yīng)的鋰離子電池，是不得已而為之的折衷辦法！目前18650電池比能量已經(jīng)達(dá)到了200wh/kg，大電池也做到了150wh/kg。個(gè)人覺(jué)得在技術(shù)上仍然有提高的可能, 比如小電池達(dá)到250 wh/kg, 大電池達(dá)到200 wh/kg。但如果還是基于嵌入反應(yīng)原理, 在保證安全性的前提下，再提高恐怕就非常困難了。Envia的原型電池的能量密度達(dá)到了400wh/kg, 這個(gè)我信。正極用阿貢的富鋰固溶體，負(fù)極用硅碳復(fù)合材料。但這只是原形電池，在實(shí)際電池里面能量密度可以超過(guò)250wh/kg甚至接近300wh/kg，應(yīng)該問(wèn)題不大。但這個(gè)體系能否商業(yè)化都是大問(wèn)號(hào)，里面 有很多實(shí)際問(wèn)題。而且這個(gè)電池體系用于大型動(dòng)力電池的可能性很小，具體原因就不多說(shuō)了。后鋰電時(shí)代有兩個(gè)耀眼的“新星”，Li-S和Li-空電池。其實(shí)它們都不是什么新星，都是老掉牙的體系了，只是最近又熱了起來(lái)。稍微分析一下，你就會(huì)發(fā)現(xiàn), Li-S的S/C正極問(wèn)題，金屬 Li負(fù)極問(wèn)題，此外還有電解液都是啃了幾十年沒(méi)啃動(dòng)的硬骨頭，這些都不是在短時(shí)間可以解決的。我個(gè)人覺(jué)得，如果鋰硫電池有應(yīng)用可能的話(huà)，可能是在一些特殊場(chǎng)合比如軍用的單兵電源之類(lèi)的，大規(guī)模民用現(xiàn)在基本上看不到可能。至于Li-空電池，純粹就一大忽悠，稍微有點(diǎn)電化學(xué)常識(shí)的人都明白這玩意就是扯蛋, 基本上就是把鋰電池和燃料電池的缺點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合在一起的一種電池。

我們?cè)購(gòu)陌踩缘慕嵌忍接懸幌?，畢竟安全性是?dòng)力電池最基本的要求。電池是什么，最通俗的解釋就是通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存在電化學(xué)活性物資里面（密閉容器里），其實(shí)就是一炸彈，只不過(guò)炸彈用的是含能材料能量密度比電池高至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)。電池的比能量越高安全系數(shù)就越低，這是個(gè)很簡(jiǎn)單的常識(shí)。如果400wh/kg的鋰離子電池能夠?qū)崿F(xiàn)的話(huà)，這么高比能量的大型動(dòng)力電池通過(guò)安全性檢測(cè)（比如穿刺，擠壓）的可能性有多大？根據(jù)最基本的能量守恒定律,本人覺(jué)得不可能!否則的話(huà)那好了，以后恐怖分子搞人肉就不用炸彈了，直接把電池短路就OK了！現(xiàn)在，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)安全性的考量正逐漸被擺到了最優(yōu)先的位置，那么石墨負(fù)極大電流充電時(shí)的析鋰就是個(gè)重大安全隱患，將來(lái)安全型電動(dòng)汽車(chē)如果不用石墨，負(fù)極又有什么替代品呢？我前面說(shuō)了，鋰離子電池的高能量密度，就是建立在石墨負(fù)極極低的嵌鋰電位的基礎(chǔ)之上的！那么對(duì)于鋰電而言，高能量密度和高安全性，本來(lái)就是相互矛盾的！

從能量密度的角度看，汽車(chē)要想實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化，目前只有燃料電池（FC）有可能(僅僅是技術(shù)上的可行性)。我們不妨換個(gè)角度來(lái)看問(wèn)題。電池是什么？它是一個(gè)能量存儲(chǔ)裝置。FC呢？它是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置，類(lèi)似于汽油機(jī)。那么我們就很容易理解這兩種電化學(xué)能源體系的本質(zhì)不同了，這個(gè)本質(zhì)不同直接決定了他們?cè)趹?yīng)用層面的不同定位。由于電池的能量密度比FC低一個(gè)數(shù)量級(jí)，這個(gè)劣勢(shì)決定了它在應(yīng)用層面上只能作為中小型的能量存儲(chǔ)裝置。體積越大，它的能量密度跟FC的差距就越大。只有PEMFC電動(dòng)車(chē)加滿(mǎn)一次氫氣（采用玻璃纖維增強(qiáng)超高壓鋁瓶），在行駛里程上可以接近汽油機(jī)（只是接近而已，還有差距）。其實(shí)，單從工程技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，PEMFC已經(jīng)非常成熟了。德國(guó)在上世紀(jì)８０年代就在U２０６級(jí)AIP潛艇上采用了Siemens的AFC電堆。PEMFC的性能和可靠性安全性都是毋須置疑的, PEMFC目前商業(yè)化主要問(wèn)題不是工程技術(shù)問(wèn)題，PEMFC的技術(shù)已經(jīng)很成熟了。主要問(wèn)題還是成本和壽命的問(wèn)題，而且成本問(wèn)題跟迫切。只有將Pt的擔(dān)載量降低到0.01mg/cm2的水平(比目前低一個(gè)數(shù)量級(jí))，PEMFC才可能有商業(yè)化的前景?，F(xiàn)在看來(lái)也不見(jiàn)得就不可能，這次夏威夷ECS大會(huì)已經(jīng)有了苗頭。我一直認(rèn)為，F(xiàn)C的工作方式是非常理想的，這種電能轉(zhuǎn)化裝置應(yīng)該有它的用武之地。未來(lái)EV的動(dòng)力源可能不見(jiàn)得就是FC，但應(yīng)該是采用類(lèi)似的工作原理。

鋰電發(fā)展到今天已經(jīng)很成熟了，本人時(shí)常在思考，花這么大的功夫冒著這么大的安全風(fēng)性隱患提高電池的能量密度值得嗎？電池的能量密度，理論上就比FC要低一個(gè)數(shù)量級(jí)呀，我們總是想著如何提高電池能量密度，將電池直接做為汽車(chē)動(dòng)力源，這個(gè)努力方向?qū)?？三五年后，這個(gè)問(wèn)題必有答案。

2.電動(dòng)汽車(chē)在未來(lái)近十年不大可能有實(shí)質(zhì)性的商業(yè)化進(jìn)展

連續(xù)這幾年，電動(dòng)汽車(chē)和新能源在國(guó)內(nèi)是炒得發(fā)紫，仿佛電動(dòng)汽車(chē)就是汽車(chē)發(fā)展唯一方向，馬上就要實(shí)現(xiàn)似的。真得是這樣的嗎？我個(gè)人一直認(rèn)為，電動(dòng)化只是汽車(chē)發(fā)展諸多方向中的其中一個(gè)方向而已，而且是個(gè)比較長(zhǎng)遠(yuǎn)而非近期就可以實(shí)現(xiàn)的方向。國(guó)內(nèi)很多人對(duì)電動(dòng)車(chē)抱有極大的期待，并且在動(dòng)力電池上面投入巨資，希望能彎道超車(chē)趕超歐美。我只能說(shuō)，希望是美好的，但現(xiàn)實(shí)是極其殘酷的！我個(gè)人認(rèn)為，電動(dòng)車(chē)在未來(lái)十年都不大可能展開(kāi)實(shí)質(zhì)性的商業(yè)化進(jìn)程。

電動(dòng)車(chē)相對(duì)于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)而言是個(gè)新事物，任何新事物都有個(gè)市場(chǎng)培育和發(fā)展的過(guò)程，要改變汽車(chē)這個(gè)非常成熟的東西，自然需要比較長(zhǎng)的時(shí)間。這絕對(duì)不是打打環(huán)保低碳的口號(hào)，就可以忽悠消費(fèi)者的事情。消費(fèi)者永遠(yuǎn)都是只注重眼前利益的，你跟他講大道理那自然是對(duì)牛彈琴。打個(gè)比方，假如有個(gè)電動(dòng)汽車(chē)電池有兩個(gè)方案。一個(gè)是10萬(wàn)人民幣10年壽命，另外一個(gè)是6萬(wàn)人民幣5年壽命，那么百分之九十五的消費(fèi)者會(huì)選擇第二個(gè)方案，雖然這個(gè)方案性?xún)r(jià)明顯比第一個(gè)低。

電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展落后于預(yù)期的另外一個(gè)主要原因，就是動(dòng)力電池的性能和成本都還不能滿(mǎn)足實(shí)際需要。電池組的成本還是太高，超出了消費(fèi)者的承受能力。電池的性能也不能滿(mǎn)足車(chē)輛實(shí)際需求，倍率性能，壽命，安全性都有待改善。我前面說(shuō)過(guò)，動(dòng)力電池最重要的是安全性。要在保證安全性的前提下，降低成本提高性能才行。但是以目前的技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，降低成本提高性能很難同時(shí)達(dá)到。所有這些問(wèn)題聚集在一起的直接后果，就是電動(dòng)車(chē)的發(fā)展，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)人的預(yù)期。3.HEV和PHEV的路線問(wèn)題

我前面說(shuō)了，EV不大可能以鋰離子電池作為動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)。那么HEV和PHEV就成了當(dāng)下現(xiàn)實(shí)的選擇了。這兩種路線的選擇，取決于各國(guó)的具體國(guó)情。對(duì)于歐美國(guó)家而言，由于相當(dāng)部分家庭都有自己的獨(dú)立車(chē)庫(kù)，而且歐美人口密度普遍比東亞低，充電樁建設(shè)相對(duì)容易，所以PHEV將是歐美國(guó)家的主要發(fā)展方向。而東亞中日韓三國(guó)，則是人口極其稠密。PHEV在東亞能否發(fā)展起來(lái)，很大程度上取決于換電池的運(yùn)營(yíng)模式能否有商業(yè)化的大面推廣。如果換電池模式不能推廣的話(huà)，那么HEV將是更加現(xiàn)實(shí)的發(fā)展道路了。

HEV和PHEV的發(fā)展路線問(wèn)題是非常重要的，因?yàn)樗鼘⒅苯記Q定電池的材料體系。我前面說(shuō)了，PHEV要求兼顧功率與能量密度，那么目前只有三元材料能夠滿(mǎn)足使用要求。就HEV來(lái)說(shuō)，LMO和LFP都可以使用，各有的各特點(diǎn), 但實(shí)事求是來(lái)講，LMO體系可能性更大。簡(jiǎn)單的分析我們可以看到，即使在未來(lái)電動(dòng)車(chē)商業(yè)化了，LFP最樂(lè)觀的預(yù)測(cè)充其量也不過(guò)是跟NMC和LMO三分天下而已。這幾年，中國(guó)舉國(guó)上下大煉鋼鐵搞LFP動(dòng)力電池，背后的潛臺(tái)詞就是電動(dòng)車(chē)快速發(fā)展而且LFP一統(tǒng)動(dòng)力電池江湖。仔細(xì)想想，這可能嗎？不過(guò)時(shí)有些人的一廂情愿罷了！

(25)集流體為什么負(fù)極要用銅箔而正極要用鋁箔?

1、采用兩者做集流體都是因?yàn)閮烧邔?dǎo)電性好,質(zhì)地比較軟(可能這也會(huì)有利于粘結(jié)),也相對(duì)常見(jiàn)比較廉價(jià),同時(shí)兩者表面都能形成一層氧化物保護(hù)膜。

2、銅表面氧化層屬于半導(dǎo)體,電子導(dǎo)通,氧化層太厚,阻抗較大;而鋁表面氧化層氧化鋁屬絕緣體,氧化層不能導(dǎo)電, 但由于其很薄,通過(guò)隧道效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電子電導(dǎo),若氧化層較厚,鋁箔導(dǎo)電性級(jí)差,甚至絕緣。一般集流體在使用前最好要 經(jīng)過(guò)表面清洗,一方面洗去油污,同時(shí)可除去厚氧化層。

3、正極電位高,鋁薄氧化層非常致密,可防止集流體氧化。而銅箔氧化層較疏松些,為防止其氧化,電位比較低較好,同時(shí)Li難與Cu在低電位下形成嵌鋰合 金,但是若銅表面大量氧化,在稍高電位下Li會(huì)與氧化銅發(fā)生嵌鋰發(fā)應(yīng)。AL箔不能用作負(fù)極,低電位下會(huì)發(fā)生 LiAl合金化。

4、集流體要求成分純。AL的成分不純會(huì)導(dǎo)致表面膜不致密而發(fā)生點(diǎn)腐蝕,更甚由于表面膜的破壞導(dǎo)致生成LiAl合金

（26）電池爆炸原因分析

1.負(fù)極容量不足。當(dāng)正極部位對(duì)面的負(fù)極部位容量不足,或是根本沒(méi)有容量時(shí),充電時(shí)所產(chǎn)生的部分 或全部的鋰就無(wú)法插入負(fù)極石墨的間層結(jié)構(gòu)中,會(huì)析在負(fù)極的表面,形成突起狀“枝晶”,而下一次充電時(shí),這個(gè)突起部分更容易造成鋰的析出,經(jīng)過(guò)幾十至上百次的循環(huán)充放電后,“枝晶”會(huì)長(zhǎng)大,最后會(huì)刺穿隔膜紙,使內(nèi)部產(chǎn)生短路。電芯急劇放電,產(chǎn)生大量的熱,燒壞隔膜,而造成更大的短路現(xiàn)象,高溫會(huì)使電解液分解成氣體,負(fù)極碳和隔膜紙燃燒,造成內(nèi)部壓力過(guò)大,當(dāng)電芯的外殼無(wú)法承受這個(gè)壓力時(shí),電芯就會(huì)爆炸。負(fù)極容量不足的工位：正極來(lái)料容量偏高；負(fù)極來(lái)料容量偏低；正負(fù)極攪拌不均；正極敷料量偏大；正極涂布不均；正極頭尾部堆料；負(fù)極涂布不均；負(fù)極暗痕；負(fù)極劃痕；負(fù)極凹點(diǎn)；負(fù)極露箔；負(fù)極顆粒；負(fù)極壓片時(shí)壓死；正負(fù)極分檔配對(duì)錯(cuò)誤；負(fù)極包不住正極

2.水分含量過(guò)高。水份可以和電芯中的電解液反應(yīng),生產(chǎn)氣體,充電時(shí),可以和生成的鋰反應(yīng),生成氧化鋰,使電芯的容量損失,易使電芯過(guò)充而生成氣體,水份的分解電壓較低,充電時(shí)很容易分解生成氣體,當(dāng)這一系列生成的氣體會(huì)使電芯的內(nèi)部壓力增大,當(dāng)電芯的外殼無(wú)法承受時(shí),電芯就會(huì)爆炸。水分含量過(guò)多工位：正極烘烤不充分；正極打膠配料時(shí)吸潮；涂布時(shí)正負(fù)極未烘干；組裝烘烤時(shí)未烘干；注液前烘烤未烘干或吸潮；電解液水份含量過(guò)大；陳化時(shí)吸潮；封口太慢而吸潮

3.內(nèi)部短路。由于內(nèi)部產(chǎn)生短路現(xiàn)象,電芯大電流放電, 產(chǎn)生大量的熱,燒壞隔膜,而造成更大的短路現(xiàn)象,這樣電芯就會(huì)產(chǎn)生高溫,使電解液分解成氣體,造成內(nèi)部壓力過(guò)大,當(dāng)電芯的外殼無(wú)法承受這個(gè)壓力時(shí),電芯就會(huì)爆炸。

內(nèi)部短路的工位：正負(fù)裁大片毛刺；正負(fù)極分小片掉料；正負(fù)極分小片毛刺；負(fù)極鉚焊未拍平,有毛刺；卷繞不齊；隔膜紙有砂眼；壓扁時(shí)壓力太大；組裝短路電芯未檢出；組裝微短路電芯下流；激光焊短路電芯未檢出；

烘烤時(shí)溫度太高烘壞隔膜；上部膠位置不對(duì)；高溫膠紙包住負(fù)極耳；貼底部膠未完全包住底部 4.上部膠。激光焊時(shí),熱量經(jīng)殼體傳導(dǎo)到正極耳上,使正極耳溫度高,如果上部膠紙沒(méi)有隔開(kāi)正極耳及隔膜,熱的正極耳就會(huì)使隔膜紙燒壞或收縮,造成內(nèi)部短路,而形成爆炸。5.高溫膠紙包住負(fù)極耳?？蛻?hù)在負(fù)極耳點(diǎn)焊時(shí),熱量傳導(dǎo)到負(fù)極耳上,如果高溫膠紙未貼好,負(fù)極耳上的熱量就會(huì)燒壞隔膜,造成內(nèi)部短路,形成爆炸。

6.貼底部膠未完全包住底部?？蛻?hù)在底部鋁鎳復(fù)合帶處點(diǎn)焊時(shí),會(huì)在底部殼壁產(chǎn)生大量的熱,傳導(dǎo)極芯的底部,如果高溫膠紙未完全包住隔膜,會(huì)燒壞隔膜,造成內(nèi)部短路,形成爆炸。

7.過(guò)充。電芯過(guò)充電時(shí),正極的鋰過(guò)度放出會(huì)使正極的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,而放出的鋰過(guò)多也容易無(wú)法插入負(fù)極中,也容易造成負(fù)極表面析鋰, 而且,當(dāng)電壓達(dá)到4.5V以上時(shí),電解液會(huì)分解生產(chǎn)大量的氣體。上面種種均可能造成爆炸。

過(guò)充可能的工位：預(yù)充時(shí)電流設(shè)置過(guò)大；預(yù)充柜個(gè)別點(diǎn)電流過(guò)大；電芯容量不足；檢測(cè)時(shí)電流設(shè)置過(guò)大；檢測(cè)時(shí)個(gè)別點(diǎn)電壓偏大；用戶(hù)使用時(shí)充電器電壓偏大。

8.外部短路。外部短路可能由于操作不當(dāng),或誤使用所造成,由于外部短路,電池放電電流很大,使電芯的發(fā)熱,高溫會(huì)使電芯內(nèi)部的隔膜收縮或完全壞壞,造成內(nèi)部短路,因而爆炸。外部短路可能的工位：上電芯未對(duì)好,造成正負(fù)極接觸；電芯在周轉(zhuǎn)過(guò)程中打火；用戶(hù)在使用時(shí)正負(fù)極短路；保護(hù)線路板失效

（27）電池術(shù)語(yǔ)常用的縮寫(xiě)

SOC：state of charge荷電狀態(tài)； 個(gè)體現(xiàn)放出電量 DOD：depth of discharge，放電深度 OCV：open circuit voltage，開(kāi)路電壓； SOC與DOD正好相對(duì)，一個(gè)表達(dá)剩余電量，一充電率：C-rate；終止電壓：Cut-off discharge voltage 過(guò)放電：Over discharge ；過(guò)充電：Over charge 能量密度：Energy density； 自我放電：Self discharge 循環(huán)壽命：Cycle life； 記憶效應(yīng)：Memory effect negative/ positivepaste mixing 負(fù)/正極混漿 negative foundation paste coating 負(fù)極拉底漿 negative paste coating負(fù)極拉漿 coating and sintering拉漿燒結(jié) classifyingbyweight極片分級(jí)； recirclingthebelt復(fù)繞； Scrubbingtheplate刷片 Thefirstinspection首檢；

tabwelding(toplate)點(diǎn)焊極耳； winding卷繞；

the negativeplate cutting負(fù)極裁片 automatic cutting滾切

classifying by weight極片分級(jí)； re-rolling復(fù)壓；smoothing較平recircling the belt復(fù)繞； impregnating浸漬； water boiling水煮

scrubbing the plate刷片； drying烘干； punch沖切； round corner圓角

the first inspection首檢 punched steel belt穿孔鋼帶

tab welding(to plate)點(diǎn)焊極耳； electronic balance 電子天平winding卷繞；

welding current collector點(diǎn)焊集流盤(pán) changing the can倒殼； testing short circuit測(cè)短路

welding collector to can bottom點(diǎn)底； electrolyte filling加電解液 vacuumize抽真空；

inserting insulation spacer(separating loop)裝隔斷圈

groove滾槽；

applying(smearing)sealant涂封口蠟； insert gasket按密封圈

welding cap點(diǎn)焊蓋帽； vent cap 組合蓋帽；

manual caps assembling人工按帽

crimping封口； formation化成；

batteries sorting電池分容

sending to warehouse成品入庫(kù)；

microporous polyethylene separator 聚乙烯微孔隔膜

pellon Separator培綸隔膜； safety vent安全泄氣閥； terminal極端

continuous pasting連續(xù)拉漿； ultrasonic weld超聲波點(diǎn)焊； laser激光

displacement 擱置；

testing internal resistance測(cè)內(nèi)阻； anode 陽(yáng)極； cathode陰極

grid板刪(鉛酸電池)； pack包裝；

performance性能； material材質(zhì)； appearance外觀

shape外形； porosity 孔隙率； desiccant干燥劑；

unsealing pressure 開(kāi)啟壓力

toughness韌性； vent ball防爆球； flatness平整度； rigidity 硬度； nylon尼龍

compact致密； uniformity均勻； thickness厚度；

area specific density面密度 contractility收縮性

第五篇：鋰離子電池的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

鋰離子電池的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

新能源技術(shù)被公認(rèn)為21 世紀(jì)的高新技術(shù),電池行業(yè)作為新能源領(lǐng)域的重要組成部分，已成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)新熱點(diǎn)。目前鋰離子電池已經(jīng)作為一種重要的能量源被人們大范圍的使用，無(wú)論是在電子通訊領(lǐng)域，還是在交通運(yùn)輸領(lǐng)域等，它都擔(dān)當(dāng)著極為重要的角色，有著廣泛的應(yīng)用前景。

鋰離子電池是一種二次電池，是在鋰電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型電池,它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，以金屬鋰為負(fù)極的各種高比能量鋰原電池分別問(wèn)世，并得以廣泛應(yīng)用。

鋰離子電池工作電壓高、比能量高、容量大、自放電小、循環(huán)性好、使用壽命長(zhǎng)、重量輕、體積小，是現(xiàn)代高性能電池的代表，是移動(dòng)電話(huà)、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備的理想電源，并有望成為未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)、無(wú)繩電動(dòng)工具等的主要?jiǎng)恿?lái)源之一。

我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史不長(zhǎng)，但發(fā)展很快，2012年我國(guó)鋰離子電池的總產(chǎn)量達(dá)41.8億只。在國(guó)際鋰離子電池市場(chǎng)上，中國(guó)、日本和韓國(guó)形成了三足鼎立的態(tài)勢(shì)，但總體而言，我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)在技術(shù)先進(jìn)程度和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力方面和日本、韓國(guó)還有較大差距。我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展是從模仿國(guó)外成熟技術(shù)開(kāi)始的，在此過(guò)程中，工藝創(chuàng)新是我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)早期發(fā)展的主要成績(jī)，最近幾年，隨著技術(shù)創(chuàng)新投入不斷加大，我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新方面發(fā)展很快，并形成了基本的產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，在某些領(lǐng)域積累了一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

鋰離子電池材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

鋰離子電池的主要構(gòu)造有正極、負(fù)極、能傳導(dǎo)鋰離子的電解質(zhì)以及把正負(fù)極隔開(kāi)的隔離膜。鋰離子電池的電化學(xué)性能主要取決于所用電極材料和電介質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)與性能，尤其是電極材料的選擇和質(zhì)量直接決定著鋰離子電池的特性和價(jià)格。

目前鋰離子電池正極材料的研究主要集中于鈷酸鋰、鎳酸鋰等，同時(shí)，一些新型正極材料（如Li-Mn-O系材料、導(dǎo)電高聚物）的興起也為鋰離子電池正極材料的發(fā)展注入了新的活力，尋找開(kāi)發(fā)具有高電壓、高比容量和良好循環(huán)性能的鋰離子二次電池正極材料新體系是該領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容。目前，鋰離子電池的正極材料仍為L(zhǎng)iCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等過(guò)渡金屬氧化物及其復(fù)合材料，2005-2010年，高能量密度的聚合物正極材料和有機(jī)硫化物、無(wú)機(jī)硫化物成為鋰離子電池的新一代正極材料。鋰離子電池的負(fù)極材料主要有碳材料、鋰金屬合金、金屬氧化物、金屬氮化物、納米硅等，其中碳材料是目前商業(yè)應(yīng)用的主要負(fù)極材料，而鋰金屬合金、納米硅已成為研發(fā)熱點(diǎn)。鋰離子電池的電解質(zhì)材料目前主要是用液態(tài)電解其溶劑為無(wú)水有機(jī)物，多數(shù)采用混合溶劑，如EC-DMC和PC-DMC等，LiPF6是應(yīng)用最為普遍的導(dǎo)電鹽。

就鋰離子電池正極材料來(lái)說(shuō)，鈷酸鋰正極材料在今后仍然具有強(qiáng)勁的生命力，在目前商品化應(yīng)用的鋰離子電池體系中，鈷酸鋰電池憑借其高充電截止電壓和高壓實(shí)密度雙重優(yōu)勢(shì)，仍是目前高檔3C產(chǎn)品類(lèi)電池首選電池體系；而層狀LiNixCo1–x–yMnyO2正極材料不僅具有較高的能量密度，而且材料的安全性、循環(huán)穩(wěn)定性、高低溫性能、制備成本等性能均比較優(yōu)異，在全球正極材料使用量比重逐年增加，不僅逐步替代了鈷酸鋰材料的部分應(yīng)用，而且在新能源汽車(chē)動(dòng)力電池應(yīng)用中也嶄露頭角，是未來(lái)最有發(fā)展前景的正極材料之一。近期內(nèi)鋰離子電池正極材料的主流方向仍以鈷酸鋰和LiNixCo1–x–yMnyO2材料為主。磷酸鐵鋰和尖晶石型錳基材料，不僅具有較低的制備成本和資源優(yōu)勢(shì)，而且安全性、循環(huán)穩(wěn)定性也非常突出，是目前動(dòng)力電池首選正極材料尤其是LiNi0.5Mn1.5O4/Li4Ti5O12體系動(dòng)力電池可實(shí)現(xiàn)快速充放電，是未來(lái)新能源汽車(chē)動(dòng)力電池的主流方向之一。高能量密度的NCA正極材料在高檔3C產(chǎn)品類(lèi)電池和新能源汽車(chē)動(dòng)力電池中占有一席之地，但是高成本、電池制作環(huán)境苛刻等因素限制了其大范圍應(yīng)用。磷酸鐵鋰、錳酸鋰、NCA正極材料始終在目前正極材料架構(gòu)中占有一定地位。層狀富鋰錳基材料是下一代產(chǎn)業(yè)化的正極材料中能量密度最高的，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊，但是其自身結(jié)構(gòu)問(wèn)題造成的首次不可逆容量高、倍率性能較差等問(wèn)題仍有待科研工作者進(jìn)行深入研究。

自從 20 世紀(jì) 90 年代鋰離子電池商業(yè)化以來(lái)，炭材料一直在鋰離子電池中被廣泛應(yīng)用，今后仍將是鋰離子電池的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。在新型炭負(fù)極方面，未來(lái)的發(fā)展將主要集中在高功率石墨類(lèi)負(fù)極及非石墨類(lèi)高容量炭負(fù)極，以滿(mǎn)足未來(lái)動(dòng)力和高能電池的需求。炭導(dǎo)電劑對(duì)電池性能具有重要影響，新型導(dǎo)電劑的研究將主要集中在具有高離子電導(dǎo)特性炭黑的開(kāi)發(fā)以及與碳納米管、石墨烯等新型炭材料復(fù)合得到的復(fù)合導(dǎo)電劑等方面.由于具有特殊的一維和二維的柔性結(jié)構(gòu)，近幾年來(lái)碳納米管及石墨烯等新型炭材料在鋰離子電池領(lǐng)域的研究正在世界范圍內(nèi)展開(kāi)，碳納米管復(fù)合導(dǎo)電劑已在鋰離子電池領(lǐng)域被大量使用。碳納米管和石墨烯復(fù)合電極材料經(jīng)適當(dāng)?shù)碾娀瘜W(xué)性能改進(jìn)、使用過(guò)程優(yōu)化后，均有望在高容量鋰離子電池及鋰離子動(dòng)力電池領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

鋰離子電池市場(chǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

鋰離子電池市場(chǎng)總體上可分為消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)、電動(dòng)交通工具市場(chǎng)、工業(yè)&儲(chǔ)能應(yīng)用市場(chǎng)這三大市場(chǎng)。一般稱(chēng)前者為3C小型鋰離子電池市場(chǎng)，后兩者為動(dòng)力鋰離子電池市場(chǎng)。

鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展20多年來(lái)一直集中在3C產(chǎn)業(yè)為主，較少應(yīng)用在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模更大的儲(chǔ)能和動(dòng)力電池（瞬間需要較大電流）市場(chǎng)，該市場(chǎng)涵蓋純電動(dòng)車(chē)、油電混合車(chē)、中大型UPS、太陽(yáng)能、大型儲(chǔ)能電池、電動(dòng)手工具、電動(dòng)摩托車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)、航空航天設(shè)備與飛機(jī)用電池等領(lǐng)域。主要原因之一是過(guò)去鋰電池采用的鈷酸鋰正極材料（LiCoO2，就是現(xiàn)在最常見(jiàn)的鋰離子電池）成本較高，并且難以應(yīng)用在耐受穿刺、沖撞和高溫、低溫等條件等特殊環(huán)境。更重要的是，因無(wú)法滿(mǎn)足人們對(duì)安全的絕對(duì)要求而飽受詬病。同時(shí)，鈷酸鋰電池也無(wú)法達(dá)到快速充電與完全避免二次污染等目的，而且，一定要設(shè)計(jì)保護(hù)電路以防止過(guò)度充電或過(guò)度放電，否則就會(huì)造成爆炸等危險(xiǎn)，甚至出現(xiàn)如Sony電池爆炸導(dǎo)致全球品牌NB業(yè)者投下巨資回收的情況。

目前全球和中國(guó)的鋰離子電池銷(xiāo)量主要還是集中在消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)，盡管其市場(chǎng)份額處于下降態(tài)勢(shì)。2012年全球銷(xiāo)售的3816.74萬(wàn)kWh鋰離子電池中有72.28%是在消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)，中國(guó)市場(chǎng)這個(gè)比例是65.40%（鋰離子電池銷(xiāo)售總量為662.00萬(wàn)kWh）。全球2012年手機(jī)用鋰離子電池總量為1,086.01萬(wàn)kWh，較2011年的1,094.20萬(wàn)kWh有所下降，但是在中國(guó)市場(chǎng)，手機(jī)用鋰離子電池總量還是增長(zhǎng)了6.30%。在中國(guó)，智能手機(jī)正在迅速取代傳統(tǒng)的功能手機(jī)，目前絕大多數(shù)智能手機(jī)配備的電池管不了一天，這意味著即使讓鋰離子電池的能量密度翻番也難以滿(mǎn)足需求，因此，今后一段時(shí)間，為消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品隨時(shí)充電的移動(dòng)電源市場(chǎng)還會(huì)快速發(fā)展。2012年全球123萬(wàn)kWh的移動(dòng)電源鋰離子電池需求，超過(guò)80%是中國(guó)制造，其中中國(guó)市場(chǎng)就消納了52.20萬(wàn)kWh，是這個(gè)市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)性力量。中國(guó)的平板電腦市場(chǎng)也在快速、穩(wěn)步發(fā)展，年增速高于全球平均水平，平板電腦銷(xiāo)量的快速提升直接帶動(dòng)了鋰離子電池銷(xiāo)量的提升，2012年中國(guó)平板電腦用鋰離子電池銷(xiāo)量達(dá)到28.49萬(wàn)kWh，同比增長(zhǎng)91.97%。

總的來(lái)說(shuō)，消費(fèi)類(lèi)的電子產(chǎn)品這個(gè)市場(chǎng)對(duì)鋰離子電池的需求增長(zhǎng)比較有限，這個(gè)市場(chǎng)的鋰離子電池需求量今后幾年的增長(zhǎng)速度會(huì)維持在15%左右。由于中國(guó)企業(yè)會(huì)在智能手機(jī)、移動(dòng)電源等產(chǎn)業(yè)上取得更快發(fā)展，因此，該市場(chǎng)中國(guó)企業(yè)鋰離子電池的供應(yīng)量未來(lái)幾年大致會(huì)維持27.01%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率，發(fā)展速度高于全球。預(yù)測(cè)到2017年中國(guó)手機(jī)市場(chǎng)將消耗512.51萬(wàn)kWh的鋰離子電池，是2012年的2.8倍。預(yù)計(jì)2017年中國(guó)筆記本電腦市場(chǎng)將會(huì)消耗鋰離子電池220.20萬(wàn)kWh，是2012年的1.48倍，中國(guó)平板電腦市場(chǎng)將消耗266.39萬(wàn)kWh的鋰離子電池，將首次超越筆記本電腦。

工業(yè)&儲(chǔ)能市場(chǎng)消費(fèi)鋰離子電池主要分為電動(dòng)工具、移動(dòng)基站電源、風(fēng)光發(fā)電配套三類(lèi)。2012年全球鋰離子電池需求總量中，工業(yè)&儲(chǔ)能市場(chǎng)消耗了467.36萬(wàn)kWh，占比12.25%；中國(guó)的這個(gè)市場(chǎng)共消耗鋰離子電池73.15萬(wàn)kWh，比重是15.65%，要適當(dāng)高于全球。

我國(guó)自20世紀(jì)80年代初期開(kāi)始進(jìn)行鋰離子電池的研發(fā)工作。在一系列國(guó)家政策的支持下，我國(guó)的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，到2013年，我國(guó)的鋰離子電池年產(chǎn)量已達(dá)到近47.68億只，已發(fā)展成為全球電池生產(chǎn)制造大國(guó)。在航天應(yīng)用領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)空間用圓形鋰離子電池的比能量約為110～140 Wh/kg；在電池地面壽命試驗(yàn)方面，高軌衛(wèi)星80％DOD，達(dá)到了15年壽命水平；低軌衛(wèi)星30％DOD，已達(dá)到5年壽命水平。在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，萬(wàn)向集團(tuán)為上海世博會(huì)提供了電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)用鋰離子電池；上海汽車(chē)除了與比亞迪、上海空間電源研究所持續(xù)進(jìn)行深度合作，同時(shí)還與全球鋰二次電池領(lǐng)域居于技術(shù)領(lǐng)先地位的美國(guó)A123組建了合資公司，生產(chǎn)和銷(xiāo)售車(chē)用動(dòng)力電池系統(tǒng)。在電網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，2011年2月，我國(guó)第一個(gè)兆瓦級(jí)電池儲(chǔ)能電站——南方電網(wǎng)5 MW級(jí)電池儲(chǔ)能電站在深圳并網(wǎng)成功，該電池儲(chǔ)能電站總?cè)萘繛?0 MW，待其全部投產(chǎn)后，將成為世界上最大的鋰離子電池儲(chǔ)能電站。

中國(guó)目前電動(dòng)工具市場(chǎng)鋰離子電池替代鎳鎘電池、鎳氫電池等的速度，今后幾年將會(huì)以每年10%左右的速度發(fā)展，到2017年鋰離子電池的用量比將會(huì)達(dá)到90%，基本完成對(duì)其他二次電池的替代。未來(lái)一段時(shí)間中國(guó)移動(dòng)基站建設(shè)的重心將由大中型基站轉(zhuǎn)向小微型基站，鋰離子電池正在開(kāi)始取代鉛酸電池：在新建基站領(lǐng)域，2012年使用鋰離子電池的比例約2%，預(yù)計(jì)到2017年會(huì)達(dá)到100%；在老基站電源替換領(lǐng)域，2012年使用鋰離子電池取代鉛酸電池的比例約為0.11%，2017年會(huì)快速上升到50%。而今后重點(diǎn)建設(shè)的小微型基站的首選電源亦是鋰離子電池。中國(guó)移動(dòng)基站電源市場(chǎng)對(duì)鋰離子電池的需求量在2017年將會(huì)達(dá)1,797.33萬(wàn)kWh，年均復(fù)合增長(zhǎng)率將高達(dá)214.91%，是所有鋰離子電池細(xì)分市場(chǎng)中增速最快的。在搬運(yùn)機(jī)、起重機(jī)、挖掘機(jī)等工業(yè)器械市場(chǎng)，對(duì)鋰離子電池性能和價(jià)格的需求和電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)差不多，因此，電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的爆發(fā)會(huì)直接推動(dòng)該市場(chǎng)爆發(fā)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年全球鋰離子電池市場(chǎng)需求量共計(jì)3,816.74萬(wàn)kWh，同比增長(zhǎng)43.29%；其中中國(guó)市場(chǎng)2012年共銷(xiāo)售鋰離子電池662.00萬(wàn)kWh，同比增長(zhǎng)44.81%。中國(guó)市場(chǎng)的全球占比，也由2011年的17.16%略微上升至17.34%，上升的主要?jiǎng)恿?lái)自消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)。但是，后兩大市場(chǎng)對(duì)鋰離子電池需求量的增長(zhǎng)速度明顯快于前者，這種勢(shì)頭在未來(lái)多年的時(shí)間里只會(huì)加強(qiáng)而不會(huì)削弱。因此，盡管現(xiàn)在這兩大市場(chǎng)的需求總量還不是很多，但所有人都認(rèn)為鋰離子電池的未來(lái)在動(dòng)力電池市場(chǎng)。

此外，新能源汽車(chē)是我國(guó)七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)的核心部件是其動(dòng)力的直接來(lái)源，鋰離子電池是新能源汽車(chē)動(dòng)力電池發(fā)展最有前景的技術(shù)路徑，鋰離子動(dòng)力電池的技術(shù)創(chuàng)新對(duì)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著關(guān)鍵作用。

總結(jié)

鋰離子電池具有工作電壓高、應(yīng)用溫度范圍寬、自放電率低、環(huán)境污染輕等優(yōu)勢(shì)，一經(jīng)問(wèn)世便取得了迅猛的發(fā)展。目前，鋰離子電池已經(jīng)成為手機(jī)、筆記本電腦等便攜電子產(chǎn)品的主流電源。另一方面，在傳統(tǒng)能源日漸枯竭與環(huán)境保護(hù)日益強(qiáng)化的雙重壓力下，能源生產(chǎn)和使用的方式正在發(fā)生巨大變革，如使用太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等新型清潔能源。發(fā)展混合動(dòng)力汽車(chē)或純電動(dòng)汽車(chē)，也對(duì)高性能儲(chǔ)能系統(tǒng)提出了迫切需求。由于具有優(yōu)異的綜合性能，鋰離子電池在電動(dòng)汽車(chē)及大型儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的應(yīng)用前景。針對(duì)不同應(yīng)用需求，鋰離子電池正朝著多元化方向發(fā)展，主要包括：(1)便攜電子產(chǎn)品用高能量密度鋰離子電池；(2)兼具高能量密度與高功率密度的鋰離子動(dòng)力電池；(3)儲(chǔ)能用長(zhǎng)壽命鋰離子電池。目前沒(méi)有任何一種材料能夠同時(shí)滿(mǎn)足這三方面應(yīng)用的要求,如何在擁有高能量密度的同時(shí)，兼?zhèn)涓叩墓β拭芏扰c高的循環(huán)穩(wěn)定性是鋰離子電池材料發(fā)展的核心。

隨著新材料技術(shù)的發(fā)展，鋰離子電池在日常使用及專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中的份額逐年上升，促進(jìn)了鋰離子電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展?？梢灶A(yù)見(jiàn)：1)在未來(lái)20年，為了適應(yīng)不同的儲(chǔ)能環(huán)境，鋰離子電池必將向多品種及特種電池應(yīng)用的方向逐步改進(jìn)；2)高安全、高效率、長(zhǎng)壽命、低成本是鋰離子電池技術(shù)發(fā)展的方向和追求目標(biāo)；3)發(fā)展新型高性能低成本電池材料及相應(yīng)的電化學(xué)體系，探索高效加工生產(chǎn)技術(shù)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)整體進(jìn)步是鋰離子電池技術(shù)獲得突破的有效途徑。

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