电芯知识课件

1、电化学基础知识电化学基础知识 1.电量电量电量可以简单理解为电荷的数量，等效理解为物质中正负电荷数电量可以简单理解为电荷的数量，等效理解为物质中正负电荷数量之差（静电），或者流经某个界面的有效电荷的数量（电流），量之差（静电），或者流经某个界面的有效电荷的数量（电流），以以Q表示，单位为库仑表示，单位为库仑C。1库仑约等于库仑约等于6.251018个电子或质子所含有的电量；个电子或质子所含有的电量；1个电子或质子所含有的电量为个电子或质子所含有的电量为1.610-19C，即，即1/(6.251018) C。电化学基础知识电化学基础知识 2.电流电流电流是单位时间内通过某一横截面的电量，以表示，

2、单位为安电流是单位时间内通过某一横截面的电量，以表示，单位为安培培A、毫安、毫安mA等，定义为等，定义为Q，或，或dQ/dt（为时间）。（为时间）。1A1C1s，即在，即在1秒内通过秒内通过1库仑的电量为库仑的电量为1安培。安培。电化学基础知识电化学基础知识 3.容量容量电池容量的单位和电量单位都是相同的，只是由于使用了电池容量的单位和电量单位都是相同的，只是由于使用了mAh和和Ah作为作为电池容量单位以后，通过容量计算放电时间等数据变得更加简便，只需电池容量单位以后，通过容量计算放电时间等数据变得更加简便，只需用以用以mAh或或Ah为单位的容量除以放电电流就可以很方便的计算放电时间，为单位的

3、容量除以放电电流就可以很方便的计算放电时间，或者通过放电时间计算放电电流等。或者通过放电时间计算放电电流等。另外，电池的容量是指在放电过程中转移的电量，这一点和电量有所不另外，电池的容量是指在放电过程中转移的电量，这一点和电量有所不同。同。以库存为单位的电量和以以库存为单位的电量和以mAh或或Ah为单位的容量，其换算公式如下：为单位的容量，其换算公式如下：1Ah1A1h1A3600s3600C1mAh1mA1h1/1000A3600s3.6C电芯容量的理论计算方法为电芯容量的理论计算方法为C真实真实IdT，即在时间上对电流积分，实际，即在时间上对电流积分，实际的检测方法一般为设定放电制度，然后

4、按照一定的间隔记录放电电流，的检测方法一般为设定放电制度，然后按照一定的间隔记录放电电流，然后按照然后按照C测量测量IndT，其中，其中dT为采样间隔的时间，当采样间隔足够为采样间隔的时间，当采样间隔足够小的时候，小的时候， C测量测量将非常接近将非常接近C真实真实。电化学基础知识电化学基础知识 4.电压电压电压的定义可以从水压中得到形象的理解。两个液面处于不同海电压的定义可以从水压中得到形象的理解。两个液面处于不同海拔高度的容器，其底部接通后，由于水在万有引力的作用下有从拔高度的容器，其底部接通后，由于水在万有引力的作用下有从高出向低处运动的趋势，这种趋势使得水从液面高的容器流向液高出向低处

5、运动的趋势，这种趋势使得水从液面高的容器流向液面低的容器，从而使得整个系统（两个容器、水、地球）的势能面低的容器，从而使得整个系统（两个容器、水、地球）的势能降低到最低，在水流动的过程中，可以利用这一运动对外做功。降低到最低，在水流动的过程中，可以利用这一运动对外做功。对于电能的利用也类似于这一现象，电量具有从高电势流向低电对于电能的利用也类似于这一现象，电量具有从高电势流向低电势的特性，在电量转移的过程中，可以对外做功，这也是电能利势的特性，在电量转移的过程中，可以对外做功，这也是电能利用的基础。用的基础。电化学基础知识电化学基础知识 5.电池内阻电池内阻电池内阻的单位和电阻的单位相同，但是

6、和电阻的情形有所不同。电池内阻的单位和电阻的单位相同，但是和电阻的情形有所不同。电阻为无源元件，可以通过加载一定的电压，通过测量该电压加载后产电阻为无源元件，可以通过加载一定的电压，通过测量该电压加载后产生的电流来计算电阻值。生的电流来计算电阻值。电池内阻的测量和电阻测量有类似的地方，但是方法更为复杂。电池内阻的测量和电阻测量有类似的地方，但是方法更为复杂。电池可以等效为理想电源（内阻为零）与电阻、电容、电感的组合，其电池可以等效为理想电源（内阻为零）与电阻、电容、电感的组合，其内阻为组合后的等效电阻。（其中电容也电感的知识可以参考相关书籍内阻为组合后的等效电阻。（其中电容也电感的知识可以参考

7、相关书籍资料等）资料等）其中电容的等效电阻（即容抗）和电感的等效电阻（即感抗）需要在特其中电容的等效电阻（即容抗）和电感的等效电阻（即感抗）需要在特定的频率下测定。定的频率下测定。通常一定的电压下加一定频率的交流电压，加载于电池正负极，可以产通常一定的电压下加一定频率的交流电压，加载于电池正负极，可以产生产生一定频率和方向的电流，通过测量该电流，可以得到电池的内阻。生产生一定频率和方向的电流，通过测量该电流，可以得到电池的内阻。电池基础知识电池基础知识 1.电池原理电池原理电池一般是利用物质氧化还原能力的差异（表现为得失电子的难电池一般是利用物质氧化还原能力的差异（表现为得失电子的难易程度不同

8、，比如锌比铜更容易失去电子，氧气和氢气相比更容易程度不同，比如锌比铜更容易失去电子，氧气和氢气相比更容易得到电子），在特定的条件下，可以使得这些电子流动的途径易得到电子），在特定的条件下，可以使得这些电子流动的途径能够人为控制，从而利用电子转移的这一过程得到能量。能够人为控制，从而利用电子转移的这一过程得到能量。比如金属锌和金属铜同时浸泡于酸性溶液中，由于锌比铜和氢气比如金属锌和金属铜同时浸泡于酸性溶液中，由于锌比铜和氢气更容易失去电子，所以锌会失去电子，将酸中的更容易失去电子，所以锌会失去电子，将酸中的H+还原成还原成H2，而，而锌被氧化成锌被氧化成Zn2+，铜由于比锌和氢气更难失去电子，所

9、以铜在酸，铜由于比锌和氢气更难失去电子，所以铜在酸性溶液中一般不会发生反应。性溶液中一般不会发生反应。利用这一得失电子的差异，锌和铜、锌和氢气、铜和氢气都可以利用这一得失电子的差异，锌和铜、锌和氢气、铜和氢气都可以组成电池，下面仅以锌和铜在酸性溶液中为例说明。组成电池，下面仅以锌和铜在酸性溶液中为例说明。电池基础知识电池基础知识 1.电池原理电池原理图中锌为负极，铜为正极；图中锌为负极，铜为正极；盐桥的作用为维持两个溶液体系的电荷平衡等；盐桥的作用为维持两个溶液体系的电荷平衡等；特定溶液组分、盐桥和外部导通特定溶液组分、盐桥和外部导通的作用为使电子流通的途径能够的作用为使电子流通的途径能够人为

10、控制，从而是电流得到利用。人为控制，从而是电流得到利用。该原电池的电压决定于锌和铜的该原电池的电压决定于锌和铜的物质特性、溶液中锌离子、铜离物质特性、溶液中锌离子、铜离子浓度、环境条件（温度、大气子浓度、环境条件（温度、大气压力）、金属纯度等。压力）、金属纯度等。电池基础知识电池基础知识 1.电池构造及作用电池构造及作用电池的基本构造有：正极、正极集流体、负极、负极集流体、电电池的基本构造有：正极、正极集流体、负极、负极集流体、电解液（可以为固态、液态等，以液态最为常见）、隔膜（或其类解液（可以为固态、液态等，以液态最为常见）、隔膜（或其类似作用的物体，或采用空间隔离的方法可以取消隔膜）。似作

11、用的物体，或采用空间隔离的方法可以取消隔膜）。正极的作用为：在充电时作为阳极失去电子被氧化，电位从低到正极的作用为：在充电时作为阳极失去电子被氧化，电位从低到高，此过程被动进行；在放电时作为阴极得到电子被还原，电位高，此过程被动进行；在放电时作为阴极得到电子被还原，电位从高到低，此过程在电路闭合时主动进行。从高到低，此过程在电路闭合时主动进行。负极的作用为：在充电时作为阴极得到电子被还原，化学电位从负极的作用为：在充电时作为阴极得到电子被还原，化学电位从高到低，此过程被动进行；在放电时作为阳极失去电子被氧化，高到低，此过程被动进行；在放电时作为阳极失去电子被氧化，电位从低到高，此过程在电路闭合

12、时主动进行。电位从低到高，此过程在电路闭合时主动进行。正负极充放电时电位的高低变化可以从图中得到形象的认识。正负极充放电时电位的高低变化可以从图中得到形象的认识。电池基础知识电池基础知识 电池初始状态（无电量）电池初始状态（无电量）电池基础知识电池基础知识 电池充电状态电池充电状态电池基础知识电池基础知识 电池放电电状态电池放电电状态电池基础知识电池基础知识 1.电池构造及作用电池构造及作用 电解液的作用：正负极在得失电子同时，会生成相应的电解液的作用：正负极在得失电子同时，会生成相应的离子，并与电解液进行物质交换，同时这些离子会在电离子，并与电解液进行物质交换，同时这些离子会在电解液中发生迁

13、移，电解液的作用就是提供可供交换的物解液中发生迁移，电解液的作用就是提供可供交换的物质和离子迁移的通道。质和离子迁移的通道。 例如在锂离子电池中，电解液为有机溶剂融解有例如在锂离子电池中，电解液为有机溶剂融解有LiPF6等物质，并在溶剂中电离出等物质，并在溶剂中电离出Li+，其中在充放电过程中，其中在充放电过程中， Li+会从正负极之间转移，并与正负极形成相应的产物，会从正负极之间转移，并与正负极形成相应的产物，比如和负极石墨形成比如和负极石墨形成LiC6的化合物，电解液正是提供了的化合物，电解液正是提供了参与反应的参与反应的Li+ ，并形成在，并形成在Li+正负极之间迁移的通道。正负极之间迁

14、移的通道。电池基础知识电池基础知识 1.电池构造及作用电池构造及作用正负极集流体的作用相同，这是因为电池正是利用正负极材料发正负极集流体的作用相同，这是因为电池正是利用正负极材料发生氧化生氧化-还原反应所产生的电子交换来获得电能，而这些电子转移还原反应所产生的电子交换来获得电能，而这些电子转移的起点或终点是正负极材料，正负极失去或获得的电子需要通过的起点或终点是正负极材料，正负极失去或获得的电子需要通过集流体运输到电池的外部。集流体运输到电池的外部。有些电池，比如有些电池，比如Zn-Cu电池的正负极材料锌和铜，本身也可以起到电池的正负极材料锌和铜，本身也可以起到集流体的作用。集流体的作用。通常

15、的情况是，正负极材料附着在集流体上，充放电时与集流体通常的情况是，正负极材料附着在集流体上，充放电时与集流体进行电子的交换，集流体仅仅起到正负极与电池外部电子交换的进行电子的交换，集流体仅仅起到正负极与电池外部电子交换的中转作用，但是集流体的作用又是必须的，因为大多数正负极材中转作用，但是集流体的作用又是必须的，因为大多数正负极材料往往都不具备好的电子导电能力以及良好的连接特性，其产生料往往都不具备好的电子导电能力以及良好的连接特性，其产生的电流密度非常小，需要集流体的集流之后才能将小的电流汇聚的电流密度非常小，需要集流体的集流之后才能将小的电流汇聚成可供使用的电流。比如锂离子电池的正极材料钴

16、酸锂成可供使用的电流。比如锂离子电池的正极材料钴酸锂LiCoO2，本身导电性能非常差，而且不能与导线直接焊接，所以，需要先本身导电性能非常差，而且不能与导线直接焊接，所以，需要先附着在铝箔上，通过铝箔的介入才能与电池外部进行电子交换。附着在铝箔上，通过铝箔的介入才能与电池外部进行电子交换。电池基础知识电池基础知识 1.电池构造及作用电池构造及作用 为什么锂离子电池的正极集流体为铝（箔），负极集流为什么锂离子电池的正极集流体为铝（箔），负极集流体为铜（箔）？体为铜（箔）？ 首先需要考虑的是正负极的集流体具有电化学惰性，即首先需要考虑的是正负极的集流体具有电化学惰性，即不会与电解液、正负极材料等发

17、生化学反应，或初次接不会与电解液、正负极材料等发生化学反应，或初次接触发生的化学反应不会影响电池性能并能够及时停止。触发生的化学反应不会影响电池性能并能够及时停止。这样的材料对于锂离子电池来说可能不止一、两种。这样的材料对于锂离子电池来说可能不止一、两种。 其次要考虑材料的成本，如果集流体为稀有金属，那么其次要考虑材料的成本，如果集流体为稀有金属，那么这种电池最终可能不会走向民用市场，而是仅仅局限在这种电池最终可能不会走向民用市场，而是仅仅局限在科研、测试领域以及不计成本的使用中。科研、测试领域以及不计成本的使用中。锂离子电池基础知识锂离子电池基础知识 1.锂离子电池的基本原理和构造锂离子电池

18、的基本原理和构造 锂离子电池是利用如下的反应储存和释放电量锂离子电池是利用如下的反应储存和释放电量的：的： LiCoO2C LiXCoO2+LiCY 由于材料稳定性的原因，由于材料稳定性的原因，LiCoO2中的锂仅有一中的锂仅有一半左右可以进行可逆的脱出嵌入过程，即组半左右可以进行可逆的脱出嵌入过程，即组成在成在LiCoO2和和Li0.5CoO2之间变化。之间变化。充电放电锂离子电池基础知识锂离子电池基础知识 1.锂离子电池的基本原理和构造锂离子电池的基本原理和构造 LiCoO2C LiXCoO2+LiCY 在锂离子电池充电时，锂离子从正极在锂离子电池充电时，锂离子从正极LiCoO2脱脱出向负

19、极迁移并与负极形成锂化合物；在锂离出向负极迁移并与负极形成锂化合物；在锂离子电池放电时，锂从负极脱出向正极迁移并嵌子电池放电时，锂从负极脱出向正极迁移并嵌入到正极材料的结构孔隙中。如下图：入到正极材料的结构孔隙中。如下图：充电放电锂离子电池基础知识锂离子电池基础知识 1.锂离子电池的基本原理和构造锂离子电池的基本原理和构造锂离子电池基础知识锂离子电池基础知识 1.锂离子电池的基本原理和构造锂离子电池的基本原理和构造锂离子电池的主要部分包括：正极、正极集流体、负极、负极集锂离子电池的主要部分包括：正极、正极集流体、负极、负极集流体、隔膜、电解液、极耳、外壳等。流体、隔膜、电解液、极耳、外壳等。隔

20、膜是锂离子的通道，锂离子可以通过隔膜中的微孔在正负极之隔膜是锂离子的通道，锂离子可以通过隔膜中的微孔在正负极之间迁移；同时，隔膜也隔绝了正负极之间的直接接触，防止正负间迁移；同时，隔膜也隔绝了正负极之间的直接接触，防止正负极之间在电池内部产生电子交换。如果发生这种交换，即使电池极之间在电池内部产生电子交换。如果发生这种交换，即使电池的正负极之间没有接负载，也会在电池内部产生放电，使可利用的正负极之间没有接负载，也会在电池内部产生放电，使可利用的容量减少，同时电池的储存性能变差，容易产生过放电。的容量减少，同时电池的储存性能变差，容易产生过放电。在锂离子电池中，电解液注入后，大部分电解液将被正负

21、极和隔在锂离子电池中，电解液注入后，大部分电解液将被正负极和隔膜吸收和吸附，只有少量的电解液处于游离状态，这部分电解液膜吸收和吸附，只有少量的电解液处于游离状态，这部分电解液将在后段的抽气工序中被抽走，仅保留很少部分的游离电解液。将在后段的抽气工序中被抽走，仅保留很少部分的游离电解液。隔膜吸附电解液后本身并不会发生明显的变化，但是隔膜的微孔隔膜吸附电解液后本身并不会发生明显的变化，但是隔膜的微孔和表面将被电解液占据和覆盖。和表面将被电解液占据和覆盖。锂离子电池基础知识锂离子电池基础知识 1.锂离子电池的基本原理和构造锂离子电池的基本原理和构造锂离子电池的构造图锂离子电池的构造图锂离子电池基础知

22、识锂离子电池基础知识 1.锂离子电池的基本原理和构锂离子电池的基本原理和构造造 使用铝塑包装膜作为外包装材料的锂离子电池，俗称软使用铝塑包装膜作为外包装材料的锂离子电池，俗称软包装锂离子电池，需要使用极耳作为电池内部和外部交包装锂离子电池，需要使用极耳作为电池内部和外部交换电子的机构。换电子的机构。 一般正极采用铝极耳，负极采用镍极耳，原理和铝箔、一般正极采用铝极耳，负极采用镍极耳，原理和铝箔、铜箔的选用相似，镍不适合作为负极的集流体，但是抗铜箔的选用相似，镍不适合作为负极的集流体，但是抗氧化性能力比铜强。氧化性能力比铜强。 铜经过特殊处理后，也可以作为负极极耳。铜经过特殊处理后，也可以作为负

23、极极耳。 一般极耳选用的金属条经过表面处理后，再附着一层厚一般极耳选用的金属条经过表面处理后，再附着一层厚度大约度大约0.1mm左右的胶，用于胶连金属条和铝塑包装膜，左右的胶，用于胶连金属条和铝塑包装膜，胶的成分有多种选择，以聚烯较为常见。胶的成分有多种选择，以聚烯较为常见。锂离子电池基础知识锂离子电池基础知识 1.锂离子电池的基本原理和构造锂离子电池的基本原理和构造铝塑包装膜的主要作用是隔绝外部环境，使电池内部免于接触水分、铝塑包装膜的主要作用是隔绝外部环境，使电池内部免于接触水分、空气等有害物质，其中水分会使电解液发生分解、变质，氧气能够氧空气等有害物质，其中水分会使电解液发生分解、变质，

24、氧气能够氧化充电后的负极锂碳化合物等。化充电后的负极锂碳化合物等。一般的锂离子电池用铝塑包装膜为多层复合，最外一层为保护层，具一般的锂离子电池用铝塑包装膜为多层复合，最外一层为保护层，具有较高的耐磨性和强度，中间一层为铝层，起主要的隔绝水和其他物有较高的耐磨性和强度，中间一层为铝层，起主要的隔绝水和其他物质的作用，最内曾为胶层，包装膜膜的胶层之间以及包装膜胶层与极质的作用，最内曾为胶层，包装膜膜的胶层之间以及包装膜胶层与极耳胶层在一定的温度和压力下能够熔合在一起，起到封闭、隔绝外部耳胶层在一定的温度和压力下能够熔合在一起，起到封闭、隔绝外部环境的作用。环境的作用。除以上提到的除以上提到的3层，

25、包装膜还存在另外层，包装膜还存在另外2层或更多，其作用主要为粘结层或更多，其作用主要为粘结保护层、铝层、胶层，或起其他的辅助作用。保护层、铝层、胶层，或起其他的辅助作用。锂离子电池制作锂离子电池制作 1.配料配料 浆料的主要是由活性物质、粘结剂、导电剂、溶剂体系等浆料的主要是由活性物质、粘结剂、导电剂、溶剂体系等组成。组成。 活性物质是主要成分，直接参与电化学反应，占总干物质活性物质是主要成分，直接参与电化学反应，占总干物质两的两的9成左右。成左右。 导电剂主要用于改善活性物质的导电性，因为一般的正负导电剂主要用于改善活性物质的导电性，因为一般的正负极（尤其是正极）的导电性能很差。极（尤其是正

26、极）的导电性能很差。 粘结剂的作用是粘结活性物质、导电剂到集流体上。粘结剂的作用是粘结活性物质、导电剂到集流体上。 以上三种物质将在配料的过程中溶解或者均匀悬浮在溶剂以上三种物质将在配料的过程中溶解或者均匀悬浮在溶剂体系中，形成具有一定粘度和流动性的流体，悬浮的物质体系中，形成具有一定粘度和流动性的流体，悬浮的物质在一定时间内能保持稳定不发生沉降，以利于涂布。在一定时间内能保持稳定不发生沉降，以利于涂布。锂离子电池制作锂离子电池制作 2.涂布涂布 涂布的主要目的就是使配好的浆料按照设定的宽度均匀附涂布的主要目的就是使配好的浆料按照设定的宽度均匀附着在铜箔、铝箔上，并结果干燥，脱去浆料中的液体成

27、分。着在铜箔、铝箔上，并结果干燥，脱去浆料中的液体成分。 在涂布、干燥的过程中，溶剂将逐渐被蒸发，粘结剂在此在涂布、干燥的过程中，溶剂将逐渐被蒸发，粘结剂在此过程中将活性物质、导电剂等固体颗粒固定于铜箔过程中将活性物质、导电剂等固体颗粒固定于铜箔/铝箔之铝箔之上。上。 物质在铜箔、铝箔上分布均匀是这一过程的首要目标。物质在铜箔、铝箔上分布均匀是这一过程的首要目标。 涂布干燥后，根据设计要求的不同，干物质的厚度大约在涂布干燥后，根据设计要求的不同，干物质的厚度大约在几十到几十到100微米，大约为一张普通纸的厚度。微米，大约为一张普通纸的厚度。锂离子电池制作锂离子电池制作 2.涂布涂布涂布后得到的

28、极片，还要经过一定温度下的真空干燥，以进一步脱去极涂布后得到的极片，还要经过一定温度下的真空干燥，以进一步脱去极片中含有的溶剂，干燥的效果和干燥温度（片中含有的溶剂，干燥的效果和干燥温度（热力学？热力学？）和干燥时间、真）和干燥时间、真空度（空度（动力学？动力学？）具有一定关系。）具有一定关系。干燥温度是根据极片成分的不同而进行设定的，如果干燥温度过高，会干燥温度是根据极片成分的不同而进行设定的，如果干燥温度过高，会对其中的物质产生不利影响，如发生分解、分子结构被破坏等，设备的对其中的物质产生不利影响，如发生分解、分子结构被破坏等，设备的使用寿命也会缩短；如果干燥温度过低，干燥效果较差，需要更

29、长的干使用寿命也会缩短；如果干燥温度过低，干燥效果较差，需要更长的干燥时间，或者无法达到干燥要求。燥时间，或者无法达到干燥要求。真空干燥后的极片需要进行辊压，以增加各种物质之间的结合力，使之真空干燥后的极片需要进行辊压，以增加各种物质之间的结合力，使之更加紧密等，然后将极片通过冲切、裁剪等方式得到合适形状和大小的更加紧密等，然后将极片通过冲切、裁剪等方式得到合适形状和大小的极片，以用于极片装配。极片，以用于极片装配。锂离子电池制作锂离子电池制作 3.极片装配极片装配 极片装配的最终效果是使正负极正对，中间由隔膜分隔。极片装配的最终效果是使正负极正对，中间由隔膜分隔。如图示：如图示： 其中装配在

30、最外侧的极片，由于外层已经没有正对的正负其中装配在最外侧的极片，由于外层已经没有正对的正负极物质，为了避免浪费材料，对外的一层没有进行涂布，极物质，为了避免浪费材料，对外的一层没有进行涂布，而是使用单面。而是使用单面。 这这2片只有单面进行了涂布的极片即叠片开始和结束的极片。片只有单面进行了涂布的极片即叠片开始和结束的极片。锂离子电池制作锂离子电池制作 3.极片装配极片装配在极片装配时，需要根据正负极所含有活性物质量的多少进行搭配，原则是负在极片装配时，需要根据正负极所含有活性物质量的多少进行搭配，原则是负极活性物质能够容纳的锂离子要比正极活性物质能够脱出的锂离子多，考虑到极活性物质能够容纳的

31、锂离子要比正极活性物质能够脱出的锂离子多，考虑到浆料分布的精度，一般情况下要多浆料分布的精度，一般情况下要多510以上，即负极过量。以上，即负极过量。在充电过程中，正极所含有的锂离子将脱出，通过电解液和隔膜到达负极，并在充电过程中，正极所含有的锂离子将脱出，通过电解液和隔膜到达负极，并嵌入负极材料的孔隙中。如果正极过量，负极能够接纳锂离子的孔隙达到饱和嵌入负极材料的孔隙中。如果正极过量，负极能够接纳锂离子的孔隙达到饱和以后，多余的锂离子将被还原成金属锂附着在负极表面，但是在放电过程中有以后，多余的锂离子将被还原成金属锂附着在负极表面，但是在放电过程中有可能无法重新返回正极，造成容量和寿命的衰竭

32、。可能无法重新返回正极，造成容量和寿命的衰竭。这种情况不仅发生在正极整体过量的情形，当正极局部过量或者负极局部不足这种情况不仅发生在正极整体过量的情形，当正极局部过量或者负极局部不足量的时候，比如涂布时正极某区域敷料过多或者负极敷料过少，也会出现类似量的时候，比如涂布时正极某区域敷料过多或者负极敷料过少，也会出现类似后果。因为在锂离子从正极向负极迁移过程中，总是选择最近或者耗费能量最后果。因为在锂离子从正极向负极迁移过程中，总是选择最近或者耗费能量最少的路径，与闪电总是容易击中离其最近的导体有类似的道理。少的路径，与闪电总是容易击中离其最近的导体有类似的道理。极片经过以上过程的装配后，将被铝塑

33、包装膜初步封装，并保留一侧开口，以极片经过以上过程的装配后，将被铝塑包装膜初步封装，并保留一侧开口，以利于注液。利于注液。初步封装后需要真空干燥，以除去在装配过程中吸收的水分，干燥温度的设定初步封装后需要真空干燥，以除去在装配过程中吸收的水分，干燥温度的设定需要保证干燥效果并且不影响隔膜、包装膜和极片的性能。需要保证干燥效果并且不影响隔膜、包装膜和极片的性能。锂离子电池制作锂离子电池制作 3.注液注液 电解液将从预封装时预留的未封口一侧被注入。电解液将从预封装时预留的未封口一侧被注入。 电解液注入后，将逐渐被隔膜、极片吸附并向内层电解液注入后，将逐渐被隔膜、极片吸附并向内层渗入，此过程需要一定

34、的时间。由于隔膜极片之间渗入，此过程需要一定的时间。由于隔膜极片之间吸附的空气在电解液注入后形成气泡，会影响电解吸附的空气在电解液注入后形成气泡，会影响电解液的渗透，需要通过抽真空的办法使气泡中的空气液的渗透，需要通过抽真空的办法使气泡中的空气被抽除，此过程需要在封口前进行，否则在抽真空被抽除，此过程需要在封口前进行，否则在抽真空的过程中，由于包装膜内空气的膨胀，将使包装膜的过程中，由于包装膜内空气的膨胀，将使包装膜变形和电池受损。变形和电池受损。锂离子电池制作锂离子电池制作 3.预化成预化成注液后的电芯经过进一步静置，必要时可提高静置温度，使电解液被充分和快注液后的电芯经过进一步静置，必要时

35、可提高静置温度，使电解液被充分和快速吸收。速吸收。此时电芯处于零电量状态，在充电过程中，电解液中的部分成分将参予反应，此时电芯处于零电量状态，在充电过程中，电解液中的部分成分将参予反应，生成气体，并在负极表面形成一层允许锂离子通过的膜（膜的成分根据电解液生成气体，并在负极表面形成一层允许锂离子通过的膜（膜的成分根据电解液的组成和比例而有所不同），这些气体将使已被封装的电芯包装膜发生膨胀，的组成和比例而有所不同），这些气体将使已被封装的电芯包装膜发生膨胀，为了防治膨胀导致包装膜变形和电芯受损，需要预留一定的空间用于存放这些为了防治膨胀导致包装膜变形和电芯受损，需要预留一定的空间用于存放这些气体，

36、这个空间可以是气囊，也可以是其他形式。气体，这个空间可以是气囊，也可以是其他形式。在预化成后，前面生成的气体将被抽走并重新对电芯进行封口，即：在预化成后，前面生成的气体将被抽走并重新对电芯进行封口，即：电芯预化成产生气体气囊膨胀抽取气体重新封装切掉气囊。电芯预化成产生气体气囊膨胀抽取气体重新封装切掉气囊。电芯预化成产生气体一般发生在第一次充电的最初阶段，在充大约电芯总电量电芯预化成产生气体一般发生在第一次充电的最初阶段，在充大约电芯总电量的的1/3不到时，产生气体的反应已经基本结束了，充电不到时，产生气体的反应已经基本结束了，充电1/3电量可以保证在以后电量可以保证在以后的充电中将不产生气体或

37、产生极少的气体，以免影响电芯的外观。的充电中将不产生气体或产生极少的气体，以免影响电芯的外观。锂离子电池并不存在激活这一说法，事实上，预化成和抽气之后的电芯已经可锂离子电池并不存在激活这一说法，事实上，预化成和抽气之后的电芯已经可以正常使用了，只要使用的电流和电压在合理的范围那即可，但是没有经过化以正常使用了，只要使用的电流和电压在合理的范围那即可，但是没有经过化成分选可能无法得知电芯的实际容量。成分选可能无法得知电芯的实际容量。锂离子电池制作锂离子电池制作 3.化成化成化成的作用为使在预化成阶段生成的负极表面的膜进一步稳定，通过几化成的作用为使在预化成阶段生成的负极表面的膜进一步稳定，通过几

38、次充放电循环检测电芯的实际容量，并在化成的最后阶段补充电芯一定次充放电循环检测电芯的实际容量，并在化成的最后阶段补充电芯一定的电量（一般为的电量（一般为1/31/2或更多），以利于电池的储存和运输。或更多），以利于电池的储存和运输。电芯由于长期储存的自放电或者内部短路引起的放电，会使电芯电量逐电芯由于长期储存的自放电或者内部短路引起的放电，会使电芯电量逐渐减少、电压逐渐下降，当电压下降到一定阶段的时候，将会发生铜箔渐减少、电压逐渐下降，当电压下降到一定阶段的时候，将会发生铜箔被腐蚀等一系列副反应，这些反应会使得电解液的组成发生变化并产生被腐蚀等一系列副反应，这些反应会使得电解液的组成发生变化并

39、产生气体，电芯结构被破坏，性能恶化，导致容量衰竭和循环寿命缩短，严气体，电芯结构被破坏，性能恶化，导致容量衰竭和循环寿命缩短，严重时可能导致电芯报废。重时可能导致电芯报废。所以，在电芯储存过程中，应该具备合适的保存条件，比如一定的温度所以，在电芯储存过程中，应该具备合适的保存条件，比如一定的温度和湿度，避免电芯正负极与导体或其他可能导电的物体接触，即使如此，和湿度，避免电芯正负极与导体或其他可能导电的物体接触，即使如此，由于电池不可避免的发生自放电，所以需要定期对电芯进行保养和充电，由于电池不可避免的发生自放电，所以需要定期对电芯进行保养和充电，以维持电芯的电压等。以维持电芯的电压等。锂离子电

40、池制作锂离子电池制作 3.化成后的电芯处理化成后的电芯处理 电芯化成后，为防止在组装时电芯的极耳由于弯折而与包电芯化成后，为防止在组装时电芯的极耳由于弯折而与包装膜中的铝层接触造成短路，以及保护极耳免受过度弯折装膜中的铝层接触造成短路，以及保护极耳免受过度弯折和拉扯，以及美观等，需要加贴一层胶纸或胶带。和拉扯，以及美观等，需要加贴一层胶纸或胶带。 由于大部分电芯与其他元件如保护控制板（由于大部分电芯与其他元件如保护控制板（PCB）、开关）、开关等需要焊锡连接，所以需要在正极铝极耳上以超声波焊接等需要焊锡连接，所以需要在正极铝极耳上以超声波焊接的方法追加镍片，因为锡无法附着在铝上，如同水无法附的

41、方法追加镍片，因为锡无法附着在铝上，如同水无法附着在蜡纸上。镍片也可以根据实际需要用其他材料的金属着在蜡纸上。镍片也可以根据实际需要用其他材料的金属片替代，如钢等。片替代，如钢等。锂离子电池检测和使用锂离子电池检测和使用 1.基本性能检测：容量、内阻、尺寸基本性能检测：容量、内阻、尺寸 2.特殊性能检测：倍率放电、高低温放电。特殊性能检测：倍率放电、高低温放电。 倍率可以简单理解为电芯放电速率的大小或容量的倍数，倍率可以简单理解为电芯放电速率的大小或容量的倍数，一般用一般用nC倍率表示，简单计算为倍率表示，简单计算为nC倍率电芯容量数值倍率电芯容量数值n，如果电芯容量是以，如果电芯容量是以mA

42、h为单位的，则为单位的，则nC倍率的电流倍率的电流单位为单位为mA，如果是容量单位，如果是容量单位Ah，则电流单位是，则电流单位是A。倍率越。倍率越大，放电时间越短，成反比关系。大，放电时间越短，成反比关系。 对应于倍率，还有对应于倍率，还有“时率时率”这一说法，时率与倍率成反比，这一说法，时率与倍率成反比，时率越大，放电时间越长。时率越大，放电时间越长。 3.安全性能检测：安全性能检测：短路短路、穿刺穿刺、过热过热、过充过充、跌落跌落等，包括等，包括一系列可能在使用、运输、储存过程中可能会发生的电芯一系列可能在使用、运输、储存过程中可能会发生的电芯被滥用的情形的模拟测试。被滥用的情形的模拟测

43、试。锂离子电池检测和使用锂离子电池检测和使用 好的电芯应该具备的条件好的电芯应该具备的条件1.电芯具有较高的容量以提供更多的电量、较高的电芯具有较高的容量以提供更多的电量、较高的电压平台电压平台在同样在同样的容量条件下可以输出更多的能量，的容量条件下可以输出更多的能量，WQU、较低的内阻具有更、较低的内阻具有更少的少的自耗电自耗电、较长的循环寿命可以使用的时间更长，使用成本更低。、较长的循环寿命可以使用的时间更长，使用成本更低。2.具有较多的功能，如可以高倍率充电、放电，可以在高温、低温环境具有较多的功能，如可以高倍率充电、放电，可以在高温、低温环境下使用而能得到更多的电量。下使用而能得到更多

44、的电量。3.具有较好的安全性能，在电芯被滥用、误用时有更小的风险。具有较好的安全性能，在电芯被滥用、误用时有更小的风险。4.具有较好的一致性，更有利于组装使用。具有较好的一致性，更有利于组装使用。5.具有较低的价格。具有较低的价格。6.尺寸更小，重量更轻，以满足轻便和便捷的需要。尺寸更小，重量更轻，以满足轻便和便捷的需要。7.具有更好的储存性能，比如自放电小等。具有更好的储存性能，比如自放电小等。以上的各项性能指标中，有些是相互冲突的，比如为了得到更高的容量，以上的各项性能指标中，有些是相互冲突的，比如为了得到更高的容量，需要增加涂布厚度和密度，使用更少的铝箔和铜箔，同时使用更薄的铜需要增加涂

45、布厚度和密度，使用更少的铝箔和铜箔，同时使用更薄的铜箔、铝箔和隔膜，减少封装宽度等，但是这些改变会使电芯内阻升高、箔、铝箔和隔膜，减少封装宽度等，但是这些改变会使电芯内阻升高、电压平台下降，倍率放电、高低温放电性能和储存性能也会变差。所以电压平台下降，倍率放电、高低温放电性能和储存性能也会变差。所以在同等的技术条件下，某些性能的提升可能会导致其他性能下降。在同等的技术条件下，某些性能的提升可能会导致其他性能下降。锂离子电池材料的改进锂离子电池材料的改进 锂离子电池具有很多其他电池不具备的优点，比如锂离子电池具有很多其他电池不具备的优点，比如高电压、长循环寿命等，但是，由于各种条件的限高电压、长循环寿命等，但是，由于各种条件的限制和新性能、价格要求的需要，必须针对这些限制制和新性能、价格要求的需要，必须针对这些限制进行改进，比如：进行改进，比如： 1