鋰離子電池設(shè)計(jì)和制造工藝中有什么影響

在電池設(shè)計(jì)過程中，材料的選擇是最重要的因素。不同的材料性能特性不同，所研發(fā)的電池性能也有差距。正負(fù)極材料匹配的循環(huán)性能好，電池的循環(huán)壽命才會長。在配料方面，要注意正、負(fù)材料的添加量。一般來說，設(shè)計(jì)裝配過程中一般要求負(fù)極容量相對正極過量一些，假如不過量，在充電過程中負(fù)極會析出鋰，形成鋰枝晶從而影響安全性。負(fù)極相對正極過量太多，正極可能過度脫鋰，造成結(jié)構(gòu)坍塌。

電解液在電池可逆容量的影響上也是十分重要的因素。電極材料脫、嵌鋰離子的過程始終是與電解液相互用途的過程，這種相互用途對電極材料的界面狀況和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化有重要影響[3]。在與正負(fù)極材料相互用途的過程中電解液會損耗，另外在電池化成形成SEI膜和預(yù)充電時，也會消耗部分電解液，因此電解液的種類和注液量也影響著電池壽命。

鋰離子電池的制造工藝流程重要包括：正負(fù)極配料、涂布、制片、卷繞、入殼、注液、封口、化成等。在電池生產(chǎn)過程中，對每一步的流程都要求非常嚴(yán)格。任何一個流程沒有控制好都有可能影響電池循環(huán)性能。

在正負(fù)極配料過程中，應(yīng)注意粘結(jié)劑的添加量、攪拌速度、漿料的濃度、溫濕度，并保證物料能夠分散均勻。

在涂布過程中，在保證電池高比能量前提下，合理控制正(負(fù))極涂覆量，適當(dāng)減小電極厚度有利于降低電池衰減速率[4]。涂布后的極片還要用輥壓機(jī)進(jìn)一步壓實(shí)，合適的正極壓實(shí)密度可以增大電池的放電容量，減小內(nèi)阻，減小極化損失，延長電池的循環(huán)壽命。

卷繞時，卷成的電芯應(yīng)緊密、不松散[5]。隔膜和正負(fù)極卷得越緊，內(nèi)阻越小，但卷得過緊時會造成極片與隔膜濕潤困難，致使放電容量變小；卷得太松會使極片在充放過程中發(fā)生過度膨脹，增大了內(nèi)阻，降低了容量，縮短了循環(huán)壽命。