鋰電池低容原因有哪些？

鋰電池低容的原因從大面上可分為設(shè)計(jì)及制程兩個(gè)方向。材料的匹配特別是負(fù)極與電解液的匹配對(duì)電芯容量的影響尤為重大。由于文武的理論較差且?guī)缀醪豢赡軓墓?yīng)商口中得出類似于“你家電解液配別人家負(fù)極為啥會(huì)析鋰低容”問(wèn)題的答案，故雖然自己遇到過(guò)幾次由于材料匹配造成低容的情況，但對(duì)其發(fā)生的原理卻一直是一知半解、僅有一些自己的猜測(cè)而已。對(duì)于新負(fù)極或新電解液而言，若重復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)每次電芯都會(huì)析鋰低容，那材料本身不匹配的可能性就很大了。不匹配的原因可能是化成時(shí)形成的SEI膜不夠致密、太厚亦或不穩(wěn)定，也可能是電解液中的PC讓石墨層剝離，也不排除本身設(shè)計(jì)的面密度壓實(shí)過(guò)大造成電芯無(wú)法適應(yīng)大倍率充放電。雖然個(gè)中的理論我們沒(méi)法弄清，但出了問(wèn)題先詢問(wèn)供應(yīng)商是否有好的解決建議（類似于優(yōu)化化成工藝、減小充放電電流這類的），若供應(yīng)商建議無(wú)效或干脆沒(méi)有建議，那就更換材料吧。

愿膜也是一個(gè)可能造成低容的影響因素，文武之前在使用國(guó)內(nèi)某廠單層PP低成本隔膜時(shí)（雖然我很恨你，但就不點(diǎn)名了），發(fā)現(xiàn)手工卷繞的電芯隔膜會(huì)在每層的中間位置的縱向產(chǎn)生打皺，打皺的地方負(fù)極嵌鋰不充分未成金黃色進(jìn)而影響了電芯容量3%左右。雖然另外兩個(gè)型號(hào)使用半自動(dòng)卷繞時(shí)隔膜打的程度要輕很多且對(duì)容量的影響也就有1%，不過(guò)也不能成為停用該隔膜的依據(jù)。

容量設(shè)計(jì)余量不足也會(huì)造成低容。由于正負(fù)極涂布、分容柜的誤差及貼膠對(duì)容量的影響，設(shè)計(jì)時(shí)必須要留有一定的容量余量。設(shè)計(jì)容量余量時(shí)，既可以在算出所有制程全部剛好為中線的電芯容量后再留富余，也可以按所有影響容量的因素全部按下限發(fā)生后再計(jì)算富余。對(duì)于新材料而言，正極在該體系下的克發(fā)揮的準(zhǔn)確評(píng)估很重要。分容倍率、充電截止電流、充放電倍率、電解液的種類等，都會(huì)影響到正極克發(fā)揮。如果特意為了達(dá)到目標(biāo)容量而將正極克發(fā)揮設(shè)計(jì)值人為調(diào)高，也等價(jià)于設(shè)計(jì)容量不足。電池的界面一點(diǎn)問(wèn)題也沒(méi)有、整個(gè)制程數(shù)據(jù)也沒(méi)有問(wèn)題，但是電池就是低容。故新材料一定要注意評(píng)估準(zhǔn)確的正極克發(fā)揮，并非同一個(gè)正極在與任何負(fù)極、電解液相配時(shí)都有著一樣的克發(fā)揮。負(fù)極過(guò)量也會(huì)在一定程度上影響正極克發(fā)揮、進(jìn)而影響電芯容量。負(fù)極過(guò)量并非“只要不祈鋰”即可。在不析鋰的負(fù)極過(guò)量的下限繼續(xù)提高負(fù)極過(guò)量，正極克發(fā)揮也會(huì)有1%~2%左右的提升（不過(guò)原理想不太明白），當(dāng)然即使提升了，單為了設(shè)計(jì)容量輸出越大越好的話，負(fù)極過(guò)量依舊是只要保證不析理即可。當(dāng)負(fù)極過(guò)量太高的時(shí)候，正極克發(fā)揮又會(huì)降低，原因?yàn)榛蓵r(shí)需要更多的不可逆鋰，當(dāng)然這種情況發(fā)生的概率幾乎沒(méi)有。

注液量較低時(shí)，相應(yīng)的保液量也會(huì)降低，當(dāng)電芯的保液量偏少時(shí)，則鋰離子在正負(fù)極嵌入脫嵌的效果就會(huì)受到影響，從而引發(fā)低容。雖然降低注液量后成本、制程都會(huì)有更小的壓力，但必須以不影響電芯性能作為降低注液量的前提。

當(dāng)然，降低注液量（例如文武曾經(jīng)將一款型號(hào)的注液量降低至2.45g/Ah，結(jié)果死的很慘）只是會(huì)增加電芯由于保液量不足而引起低容的發(fā)生概率，而非必然結(jié)果。同時(shí)吸液越因難的型號(hào)，其多余的電解液應(yīng)該更多一些才對(duì)，以保證電解液浸潤(rùn)期間可以與極片更好的接觸。由于保液量受材料、電芯硬度要求等的影響較大，因此沒(méi)法給一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)而只能以實(shí)驗(yàn)作為依據(jù)。電芯保液量不足時(shí)，正負(fù)極片會(huì)比較干，負(fù)極上面會(huì)產(chǎn)生薄薄的一層析鋰，此點(diǎn)可作為保液量不良造成的低容的一個(gè)因素。