锂电池各类问题与经验解答DOC.docx

1、锂电池各类问题与经验解答DOC一.请教， 正负极的集流体分别用铝箔和铜箔，有什么特别的原因吗？反过来用有什么问题吗？看到不少文献直接用不锈钢网的，有区别吗？1、采用两者做集流体都是因为两者导电性好,质地比较软(可能这也会有利于粘结)，也相对常见比较廉价，同时两者表面都能形成一层氧化物保护膜。2、铜表面氧化层属于半导体，电子导通，氧化层太厚，阻抗较大；而铝表面氧化层氧化铝属绝缘体，氧化层不能导电，但由于其很薄，通过隧道效应实现电子电导，若氧化层较厚，铝箔导电性级差，甚至绝缘。一般集流体在使用前最好要经过表面清洗，一方面洗去油污，同时可除去厚氧化层。3、正极电位高，铝薄氧化层非常致密，可防止集流体

2、氧化。而铜箔氧化层较疏松些，为防止其氧化，电位比较低较好，同时Li难与Cu在低电位下形成嵌锂合金，但是若铜表面大量氧化，在稍高电位下Li会与氧化铜发生嵌锂发应。AL箔不能用作负极,低电位下会发生LiAl合金化。4、集流体要求成分纯。AL的成分不纯会导致表面膜不致密而发生点腐蚀，更甚由于表面膜的破坏导致生成LiAl合金。铜网用硫酸氢盐清洗后用去离子水清洗后烘烤，铝网用氨盐清洗后用去离子水清洗后烘烤，再喷网导电效果好。二.有个问题请教。我们在测卷心短路时，采用的电池短路测试仪，电压多高时，可以准确测试出短路电芯，还有，短路测试仪的高电压击穿原理是什么样的，期待你详细解说，谢谢！用多高的电压来测电芯

3、短路，和以下几个因素有关：1.贵公司的工艺水平；2.电池本身的结构设计3.电池的隔膜材料4.电池的用途不同的公司采用的电压不太一样，不过很多公司都是不管型号大小容量高低清一色用同一电压的。以上几个因素按照从重到轻的顺序可以这样排列：1432，即是说，贵公司的工艺水平决定短路电压大小。击穿原理简单说来，就是由于在极片与隔膜间，如果存在一些潜在短路的因素，如粉尘，颗粒，较大隔膜孔，毛刺等，我们可以称之为薄弱环节。在固定的，较高的电压下，这些薄弱的环节使得正负极片间的接触内阻要比其它地方要小，容易电离空气产生电弧，；或者是正负极已经短路，接触点较小，在高压条件下，这些小接触点瞬间有大电流通过，电能瞬

4、间转换成热能，造成隔膜融化或瞬间击穿论根据比较复杂，从数据表现上来看 ，是根据电池的化成CV曲线图来制定化成步骤，可是目前几乎没有企业采用，因为什么呢？他们不知道什么叫CV。老化是一个不太科学的说法，严格意义上来说，应该叫陈化和熟化。陈化指的是电池注液后在一定环境条件（当然包括荷电状态）的搁置，熟化是电池在化成后分容前，在一定环境条件下的搁置。以上两个步骤都有人称老化，如果细节对比的话，圆柱，软包，方形硬壳电池的步骤不太一样，会生成更多步骤和更多名词，不同的名词所针对的步骤会不太一样。先说明你们指的老化是哪个工步，我再作进一步解释。多谢 ，我说的就是化成后分容前 的熟化。满电是不可能的了，没有

5、人会用到满电的，因为电池在化成后内部结构和电池性能还不稳定。具体要多大的荷电状态，最佳值是什么，没有唯一值，不同的材料体系，不同的工艺水平，其结果也就不太一样了。主要目的就是为了使电池在老化后，性能合格稳定而已。主要判断标准也就是一些常规性能：1.电池的容量。这是一个最前提的标准。2.电池的内阻，厚度，电压。如果化成不好，会影响电池的内阻，主要是极化原因，不均匀的极化，因为化成后的老化没有达到让电池性能稳定之目的。电压嘛，可以简单判断电池的充电容量，也是许多用电器的自动判断标准。3.电池的循环、储存，搁置性能。容量合格并不能说明你的化成步骤就是合理的，因为很多问题是在后期才会暴露。如果电池化成

6、不好，就算开始容量合格，到了后期，由于负极嵌锂不均匀，或者电解液分散不佳等不稳定现象，肯定会影响电池的循环，储存性能，会有大量不可逆容量损失。这就是为什么有些朋友提出：电池在搁置一段时间内内阻会发生变化，循环会鼓壳，或者说搁置一段时间后出现低容的其中一个原因。结论就是：电池化成不充满，充多少（荷电状态）老化，由材料体系和工艺性能要求决定，具体值，还得自己去做实验确定。我们现在用的是饱电老化就是预充后我们又对电池化成，把电压充到4.17V以上，再对电池进行熟化。现在我们打算对电池进行半电老化3.80-3.90V再对电池进行老化。但这样我找的理论根据不足，请指点！又是做实验的老套路：瞎整！没有任何

7、理论指导，也没有经验指导，甚至整个公司上下无人去研究原理，也没有人去调查研究。很多所谓的理论指导，在任意一本锂电相关的课本书籍都可以查到，并不是什么高深的理论，而是常识。这样也不是说得不出正确结论，平行做N个实验，瞎子摸路的方式只是得出结论的周期慢一些而已，只要老板有钱，多做几个实验还是可以得出正确结论的。你的叙述很不严谨，预充和化成是什么关系？什么是预充？什么是化成？什么是老化？什么是熟化？我是看不明白。化成指的是电池在未具有容量时对电池的一种预充电激活的一种操作，也叫预充电，（电）激活，（电）活化，是为了使电池具有稳定的可充放电特性的前置步骤。陈化前面已经说明，就是电池在化成前的搁置，这段

8、时间的搁置主要是为了让电解液均匀充分浸润电芯。陈化后，会对电池进行预充电，即我们所说的化成。铝壳电池通常采用开口化成，因为在化成过程中会产气，开口化成就是让化成产的气体从注液孔排出。化成过程当中，电池虽然具有容量，但是并不稳定，电池内部存在较大极化，嵌锂不均匀。因此，为了避免对电池结构的破坏和防止由于嵌锂不均匀而造成的不可逆容量损失（或者潜在的不可逆容量损失，这部分影响的是电池的循环和储存性能），通常是使用小电流将电池缓慢激活，充电至70%左右的容量后进行搁置，留有一部分容量空间让电池进一步熟化，此期间也包含SEI膜的稳定时期。这个搁置步骤就是我们通常说的老化，也叫熟化，一般都会采用有温（即高

9、于室温）进行老化，可称之为高温老化。课本也是这么写的。我在这里想请教阿晓一个问题：贵公司存有锂电相关的书籍吗？如果有，是否有人翻过？不用不好意思，很多电池厂都没有书架的，只有文件夹充电可以看出容量损失？还分恒流恒压？有意思，这只是说明充电效率的问题，和设备自身的接触内阻，线路内阻，设备和电池的接触内阻，电池自身的内阻，内部结构等都有关系。充电效率和容降很快没有必然联系，只能说它们有关系。电芯在测试柜上做循环，设备自身的接触内阻，线路内阻，设备和电池的接触内阻，电池自身的内阻，内部结构等这些应该不算变量，在循环的过程中容量下降很快，放电效率差不多，充电多少直接影响放电容量，发现在整个循环过程中，

10、恒流充电工步所充容量变化最大，恒压工步充电容量变化不大，还稍微增加，所以可以理解为容降的损失主要是因为恒流工步充电容量减少造成的吗？看来是你没有表达清楚自己的意思。做循环来对比充电时间才有意义，如果是单次充电，自然和整个设备和电池自身的电阻和极化有关，涉及的是充电效率的问题；而循环过程中恒流充电和恒压充电容量的差距，是电池本身性能的问题，两种情况下反应的问题面完全不同。还有，你的叙述有误。什么叫损失？恒流充电时间变短，自然充进去的容量就少，哪来的损失？照这种逻辑，你在家吃饭，本来吃三碗饭的，可是你只煮了一碗饭，是不是说你损失了两碗饭呢？这两碗饭哪去了？根本没有损失！只是你没有吃而已，米还在你家

11、米缸，只是没煮成饭。充也也是如此，只是没有充进去那么多电，剩下的电还在电厂存着，除了电路和电池损耗，除此之外没有任何损失。从事技术工作，叙述不严谨，让我或者让论坛朋友误解问题不大，要是让生产人员误解，造成错误技术指导，问题就严重了。技术是严谨的工作，技术文件和技术操作指导一般都是受控文件，属于强制保护和执行范畴的文件，公司对一些名词和操作会有明确的定义，如果不具备严谨的态度和养成做事严谨的习惯，以后遇到的问题会更多。四.材料粒径大小对放电电流影响是怎么样的？期待回复，谢谢！ 简单说来，粒径越小，导电性越好，粒径越大，导电性越差，自然地，高倍率材料一般都是高结构小颗粒高导电性的。只是从理论上分析

12、，实际如何实现，那只能让做材料的朋友来解释，提高小粒径材料的导电能力是一件很困难的事情，特别是纳米级材料，而且小颗粒的材料压实会比较小，即体积容量小。请问为什么锂离子电池能形成3.6v的电压呢？谢谢一看就知道是个新兵蛋子，跟你解释太多也是白费工夫。目前常用的材料，除磷酸铁锂以外，钴酸锂，锰酸锂，三元材料都可以形成3.6V电压。至于为什么，自己去看看书吧，记住，是课本，不是什么绝密资料：1.高中化学，这个书应该最容易找到，如果阁下是初中以下学历，可以理解，要是你从事的是电池行业，我建议你把这书学完，亡羊补牢，为时不晚，人只能在不断学习当中进步；如果阁下是高中以上学历，那么，就得自己拿板凳敲自家脑

13、袋了。其他朋友也别高兴得太早，拿课本知识来问人的，可大有人在，有符合条件又不懂的，瞄着自家脑袋，看着办吧！2.大学化学3.电化学4.电池5.锂离子电池负极涂布出现针孔的原因是什么 是材料没有分散好的原因麽 有没有可能是材料粒度分布不好的原因针孔的出现应该有以下几个因素会造成：1.箔材不洁净2.导电剂未分散3.负极主体材料未分散4.配方中有些成分中有杂质5.导电剂颗粒不均匀，分散困难6.负极颗粒不均匀，分散困难7.配方材料本身存在质量问题8.搅拌锅未清洗干净，造成锅内有干粉残留具体哪些原因，自己去过程监控分析一下便可另外关于隔膜黑斑我在多年前就遇到过，我先简单解答一下，不对地方请指正。 据分析，

14、确定了黑斑是由于电池极化放电引起隔膜局部高温，负极粉粘结到隔膜上而引起的，而极化放电是由于材料和工艺原因，电池卷芯内存在有活性物质附粉，造成电池化成充电后产生极化放电。要避免以上问题，首先要采用合适的和浆工艺解决活性物质与金属集体的粘结，在电池极板制做、电池装配中避免人为造成的脱粉。 附图是隔膜黑斑图片，黑斑都发生在负极对应面。在涂布过程中加入一些不影响电池性能的添加剂确实可以改善极片的某些性能。当然，在电解液里面加入这些成分，可以达到巩固之功效。隔膜局部高温，是由于极片的不均匀性造成，严格来说是属于微短路，微短路会造成局部高温，可能造成负极的脱粉。至于解决问题的思路，你已经说得很详细了，按照

15、这样的思路，肯定可以有效解决问题的还是请你区分好斑和颗粒的概念，还有就是造成极化的几个因素：1.注液量不足2.卷芯松驰3.极片或隔膜折皱4.倍率（或电流）过大5.添加剂使用不合理6.极粉附着力不佳7.极耳虚焊8.电解液电导率不高等等在空气中暴露个一天一夜，极片水份含量正负极都在600左右，即是说，我们的片料不经真空烘烤，都比你们的要低得多。99%以上的公司不知道如何烘干极片，都是照抄别人的工步。为什么要通氮气？不知道！为什么要真空？知道一点。为什么要间隔一个小时通一次氮气？试出来效果好。原理？不知道！为什么要抽真空到-0.095以下？不知道！抽空一点好！为什么要烘烤1648小时？不知道！这样烘

16、出来的电池可以出货。怎么改善烘干效果？瞎凑几个工步凑合一下，看看哪个方案烘出来的效果好，就用哪个！原理知道那么多有屁用？容量性电解液和倍率性电解液滥用后会有什么后果，比如容量性电池用了倍率性电解液？可以简单区分：容量型电解液对倍率要求不高；倍率型电解液对容量要求合格即可。滥用？无非就是用反了嘛！倍率型电解液用到容量型，一般情况下没有实质性的影响，什么是特殊情况呢？那就是一些高容材料，这些材料对电解液的要求极为特殊，如果不用匹配的容量型电解液，是无法发挥其性能的。容量型电解液用到倍率型，就更好理解了。要看你的倍率是多大。容量型电解液也具备一定的倍率性能，在一定的倍率范围内，是没有影响的。走出一定

17、的倍率，就要专用的倍率型电解液，无非就是抗大电流，不易分解，高温性能好（大倍率时产热大）。楼主所提的这个问题，其实并不需要专业知识去解释，仅仅使用一些简单的思维加工一下即可。这个问题问出来，又同时验证了我一直所强调的：分析和解决问题的思维比任何专业知识都重要。请问大家一个问题，我们的正负极极片在对辊后，烘烤12小时存放一天反弹了10um，为什么会有这么大的反弹呢有两个最本质的影响因素：材料和工艺1. 材料的性能决定了反弹系数，不同的材料反弹系数不一样；同一种材料，不同的配方，反弹系数不同；同一材料，同一配方，压片厚度不一样，反弹系数不同；2. 如果过程工序控制不好，也会造成反弹。存放时间，温度

18、，压力，湿度，堆积方式，内应力，设备等等锂电为什么要恒压充电？，在恒压充电时电流为什么越来越小？这个问题嘛，看似简单，可是很多人答不出来。本来这个问题在接触电池第一天就应该明白的。给你这样打个比方吧：往一个圆柱型的杯子倒水，开始以匀速倒至3/4杯后，一般人会放慢速度，因为怕倒快了，水从杯子里溢出，这时，倒水的速度会放慢，到水杯接近满的时候，你的速度会慢到用滴水来形容，此时，稍有不慎，水就会从杯中溢出，这是不允许发生的。具体原理解释起来比较复杂，说明白点就是让我抄书，还是自己去看一看课本，了解一下不同体系电池的特点。电池恒流充电至规定电压时，此时的电压并非电池的真正电压，如果不进行限压，电池的电

19、压会持续上升，内部极化，直至破坏电池结构，电池失效，甚至爆炸。上面就说了一点：刚好达到规定电压，电池未充满电。为了使电池进一步充满电而又不破坏电池的性能，采取恒压模式。随着充电容量的增加，电池的实际电压会越来越接近设定电压，此时，为了维持电压的恒定，电流值会逐渐降低。在此做个假设，在恒压充电10分钟后，电池的电压4.2V，电流100mA，此时，如果把电流提高至120mA，电池的电压就超过4.2V，如果把电流降至80mA，电池的电压将不足4.2V，随着恒压充电的进行，电池的充电容量越来越高，维持4.2V所需要的电流也越来越小，直至达到设定的最小电流时，充电截止，即在此时，我们认为电池充满电了。如

20、果恒压充电不限制电流，那么，理论上说，当电流小至0mA时，充电停止，但是所需要的时间相当长。考虑到充电效率的问题，因此，充电标准中规定当电流小至0.05C时，恒压充电停止 电解液基础知识 主体电解液成分 溶剂 中文名称 分子式 结构式 形态 备注 EC 碳酸乙烯酯 C3H4O3 固态 稳定 常用 PC 碳酸丙烯酯 C4H6O3 液 DEC 碳酸二乙酯 C5H10O3 液 DMC 碳酸二甲酯 C3H6O3 液 EMC 碳酸甲乙酯 C4H8O3 液 溶剂 相对介电常数 密度/ （gcm-3） 黏度/（mPa*s） 熔点/ 沸点/ 电导率/ （mSCm-1） 闪点/EC 90（40） 1.32 1.

21、9 36.4 248 13.1 150PC 65 1.2 2.5 -49 242 10.6 135DEC 2.8 0.98 0.75 -74.3 127 0.6 33DMC 3.1 1.07 0.59 4.6 91 2 15EMC 2.9 1 0.65 -53 108 1.1 23要求 熔点低、沸点高、蒸汽压低，从而使工作温度范围宽 相对介电常数高，黏度低，从而使电导率高。 电解液盐类 要求 v合适的电解质锂盐必须具有以下条件： v1、热稳定性好，不易发生分解； v2、溶液的离子电导率高； v3、化学稳定性好，既不与溶剂、电极材料发生反应。 v4、电化学稳定性好，阴离子的氧化电位高而还原电位低

22、，具有较宽的化学窗口。 v5、分子量低，在适当的溶剂中具有较好的溶解性； v6、使锂在正、负极材料中的嵌入量高和可逆性好等； v7、成本低等 LiPF6 缺点 LiPF6易吸水，不稳定，在溶液中分解产生微量LIF及PF5 优点 由于其电导率高，在商业上广泛应用。LiBOB 稳定性比较高，其分解温度为302，溶解性好，室温电导率高。 适用于锰和铁系材料的正极，不适用于氧化钴锂正极材料。 高温下（50和70）的循环性能要优越得多。 缺点：提纯困难 固体电解质相间界面(SEI)膜：锂离子和电解液在碳电极表面发生氧化还原反应而形成一层钝化膜。 固体电解质相间界面(SEI)膜的化学组成、结构和稳定性等性

23、质是决定锂离子电池性能的关键。 添加剂： 成膜 抗过充 高导电 阻燃 电解液性能影响因素 密度、水分、HF、电导率圆柱电池漏液问题怎么解决？圆柱为闭口化成，在注液后封口，因此，封口自然就成为圆柱封口的难点目前圆柱电池封口大概有以下几种方式：1.激光焊封口2.密封圈封口3.胶水封口4.超声波振动封口5.以上几种封口类型两种或两种以上的组合6.其它封口方式漏液的几种引起因素：1.封口不牢造成漏液，通常有封口处变形，封口处被污染，属于封口不良。2.封口的稳定性也是一个因素，即封口时检验合格，但是封口处容易被破坏，造成漏液。3.化成或测试时产气，达到封口可承受的最大应力，冲击封口，造成漏液。与第2 点

24、的区别是，第2点属于不良品漏液，第3点属破坏型漏液，即封口合格，只是内压过大使封口破坏。4.其它漏液方式具体怎么解决，要看引起漏液的原因，只要找出原因，就容易解决了，难就难在原因不好找，因为圆柱的封口效果比较难检验，大多属破坏类型，用于抽检。我们做实验时，电解液都是过量的，请问在不溢出的情况下，电解液过量对电池性能有影响吗不溢出？有好几种情况：1.电解液刚刚好2.电解液略有过量3.电解液大量过量，但是未达极限4.电解液大量过量，已经接近极限5.已经满到极限，可以封口第一种情况是理想情况，没有什么问题第二种情况嘛，略有过量有时是一个精度问题，有时是一个设计问题，一般会设计过量一些第三种情况，也没

25、有什么问题，只是浪费点成本第四种情况就有点危险。因为电池在使用或测试过程中，会由于各种原因：造成电解液分解，产生部分气体；电池发热，产生热胀；以上两种情况很容易造成电池的鼓壳（也可以叫变形）或漏液，增加了电池的安全隐患。第五种情况，其实是第四种情况的加强版，危险性就更大了。再说夸张一些，液态也可以成为电池的。即是将正负极同时插入装有大量电解液的容器中（比如说500ML烧杯），此时，对正负极可以进行充放电，也是一个电池，那这里的电解液过量就不是一点点了。电解液只是一个导电的媒介。但是电池的体积是有限的，在有限的体积内，自然要考虑空间利用和形变的问题。注液量偏少，电池分容后会导致鼓壳吗？只能说不一

26、定，要看注液量少到什么程度1.如果电芯被电解液完全浸润，但是并无残留，此时分容后电池不会鼓壳；2.如果电芯被电解液完全浸润，有少部分残留，但是比贵公司的要求注液量要少一些（当然这个要求并不一定是最佳值，略有偏差），此时分容电池不会鼓壳；3.如果电芯被电解液完全浸润，有大量电解液残留，但是贵公司对注液量的要求比实际偏高，此时所谓的注液量不足只是一个公司的概念，而并不能真实反应电池的实际注液量的合适程度，分容电池不鼓壳；4.实质性的注液量不足。这也是看程度而言。如果电解液勉强能够浸润电芯，分容后可能鼓壳，也可能不鼓，只是分容电池鼓壳的机率大一些；如果电芯的注液量出现严重不足的情况，那么，电池在化成

27、时的电能并不能转化为化学能，此时，分容电芯的鼓壳的机率几乎是100%。那么，就可以做如下总结：假设电池的实际最佳注液量为Mg，以注液量偏小，分以下几种情况：1.注液量=M：电池正常2.注液量略小于M：电池分容不鼓壳，容量可能正常，也可能略低于设计值，循环鼓壳机率增大，循环性能变差；3.注液量远小于M：电池分容鼓壳率相当高，电池出现低容，循环稳定性极差，一般几十周容量即低于80%4.M=0,电池不鼓壳，无容量。这个现象确实很奇怪，偶尔会遇到一两次，很难得知原因。我们曾经出现过一次，最后发现是两批不同的来料（同一种材料）的基本粒径分布不太一样，造成粘度差好几千。有时是一直用着的成熟的配方，同一材料

28、，偶尔出现这样的情况，让人一时摸不着头脑，只能硬着头皮涂布。一般情下是由于过程未控制好，比如说有两个人配料，其中一个加水了，另一个继续加水；又或者称重的时候忘记归零，又或者中间观察的时间过长，停歇频率高，又或者由于本身这种配方在一个临界溶剂含量的前后，粘度会有本质性差别，等等。通常这类问题都只能靠心细去解决，才能发现问题的关键点，千万不要让一些假象蒙蔽了我们的判断。 我就纳闷了，粒径不太一样，肯定不是相差很大，怎么粘度会有那么大的影响怎么样提高锰酸锂的压实密度啊 压实密度和什么有关啊 ？好家伙，又一个问材料的锰酸锂的压实密度是做锰酸锂厂家考虑的问题，而不是我们做电池要考虑的问题，我们只要提出对

29、锰酸锂的要求，让厂家提供可以满足条件的材料即可。无非是高振实，大颗粒，小比表面积等。虽然材料的压实一般使材料受厂家的影响，可是在试验过程中测量时却发现配比，面密度的不同都对其有一定影响比如S-O 2个点和4个点 面密度 150和200 得到的数据相差最大甚至超过了0.1g/cm3还有就是压实测量的限度，有的人要求要折断时的数据而有的人又要求片表面无被压死的现象，实验员难当啊 咳解释这个问题根本不需要原理。现在的实验员就是缺乏动脑的意识。添加剂的压实和主体材料的压实肯定不是一样的。S-O压实最多不过1.01.5，而正极主体材料的压实在3.04.0，这两种配方材料比例不同，对整体压实肯定有影响。其实实验员一点都不难当，难在不愿意动脑，就想捡现成的，就是等着别人来教，有些问题当你知道答案后，会发现答案很幼稚，但是自己就是想不出来，或者说根本就没有想过请教楼主电池配组时电压、容量和内阻哪个更重要？注意这几个东西远远不够，呵呵，预充时的环境、分容测试时的环境是否一致（就一个内阻测试来说，测试夹具或者表笔不同都不一样，接触电池极耳或者端子的位置不同结果也不一样，极耳或者端子的表面状态都一样吗？），电池的自放电是否一致一样非常重要，电池之间的连接（焊接）是否一致也很重要，你的分容柜多长时间校正一次，接触点是否能够保证每个点都接触良好，问题太多了，动力电池组不是那么好做的。辊压正极极片延伸为