鋰電池低容量分析方法

容量是衡量電池質(zhì)量的重要因素之一，電池低容是樣品、量產(chǎn)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題。因此尋找分析電池低容是鋰電池生產(chǎn)制造中重要的工作之一。那么鋰電池低容分析方法都有哪些呢？下面我們就一起來(lái)學(xué)習(xí)探討一下吧。

聽(tīng)到有電芯低容，第一個(gè)反應(yīng)應(yīng)該是確認(rèn)低容問(wèn)題是否屬實(shí)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，先是要確認(rèn)分容工藝是否設(shè)置錯(cuò)誤（比如放電電流是不是設(shè)置大了、充電時(shí)間是不是設(shè)置短了）；如果分容工步設(shè)置無(wú)問(wèn)題，就需要更換測(cè)試點(diǎn)之后對(duì)電芯進(jìn)行重新分容，同時(shí)心里默念著“二次分容后一定不要再低容了”。當(dāng)然對(duì)于量產(chǎn)乃至樣品而言，分容柜誤差造成的批量低容的概率很低，一般情況下都是電芯真的有問(wèn)題了。若復(fù)測(cè)之后依舊低容，那就可以確認(rèn)低容問(wèn)題真的存在了（同時(shí)在復(fù)測(cè)的時(shí)候最好留一個(gè)心眼：滿充3pcs復(fù)測(cè)電芯，以備后用）。

確認(rèn)了低容存在之后，需要進(jìn)一步確認(rèn)低容發(fā)生的頗度和嚴(yán)重度，從整體上掌握低容的實(shí)際情況。樣品往往就是一批，不多說(shuō)；但量產(chǎn)型號(hào)則存在“該型號(hào)一直低容”及“該型號(hào)偶發(fā)低容”這兩種情況。對(duì)于前者，分析要以設(shè)計(jì)、選材角度及量產(chǎn)長(zhǎng)期遇到的頑國(guó)問(wèn)題作為切入點(diǎn)和優(yōu)先考慮方向（例如是不是這個(gè)材料匹配是不曾驗(yàn)證過(guò)的？是不是最近產(chǎn)線經(jīng)常出現(xiàn)同一個(gè)會(huì)引起低容的異常但一直拖拖拉拉未曾解決）；對(duì)于后者，則需要從產(chǎn)線操作及工藝變更來(lái)作為優(yōu)先考慮對(duì)象（例如是不是這一批負(fù)極壓死了？是不是產(chǎn)線為了產(chǎn)量縮短了老化時(shí)間？是不是工藝較之前進(jìn)行了改變而這一改變有引發(fā)低容的風(fēng)險(xiǎn)）。頻度確認(rèn)了之后，還要確認(rèn)一下相對(duì)不太重要的嚴(yán)重度，也就是低容電芯的比例以及容量低于要求值的比例。確認(rèn)嚴(yán)重度更大程度上是為了可能的放寬容量規(guī)格及判定缺貨數(shù)量提供依據(jù)，而對(duì)于問(wèn)題本身的分析，意義沒(méi)有確認(rèn)頻度一樣重要，不過(guò)依舊必不可少。

整體上把握了低容實(shí)際情況之后，就要開(kāi)始分析了。對(duì)于水平較高且遇到過(guò)同樣問(wèn)題的專家而言，拆3pcs 電芯就應(yīng)該可以大體斷定低容的實(shí)際原因。但對(duì)于一般人而言，一是我們很難有類似的能力及積累，二是拿三個(gè)電芯照片無(wú)法充分向上級(jí)和同事說(shuō)明問(wèn)題（即使你的結(jié)論是正確的）。因此則需要更為系統(tǒng)一些的方法。在系統(tǒng)的分析之前，可以先將之前復(fù)測(cè)滿充的低容電芯拆開(kāi)看一下界面，若無(wú)問(wèn)題，則很可能是正極涂布偏輕或設(shè)計(jì)余量不足的原因；若界面有問(wèn)題，則可能是制程中或設(shè)計(jì)中方方面面的問(wèn)題（這不廢話嘛）。

分析開(kāi)始了。首先需要最少低容8pcs電芯+容量合格的8pcs電芯。低容電芯再隨機(jī)分兩組為低容A組及低容B組，容量合格電芯隨機(jī)分兩組為合格A組及合格B組。而后將兩個(gè)A組電芯放電至靜止電壓3.0V左右（文武習(xí)慣于0.5C放電至3.0V后再0.2C放電至2.5V；當(dāng)然對(duì)象是鉆酸鋰和三元+石墨負(fù)極）；而后拆解低容及合格電芯，將正極片以85℃以上的溫度真空烘烤24h（具體烘烤參數(shù)文武沒(méi)有DOE驗(yàn)證過(guò)不過(guò)可以確定給出的參數(shù)是可以完成分析的），而后稱量低容正極片與合格正極片的重量差異；若低容極片重量明顯低于合格正極片或低于工藝范圍，則基本可以判斷低容為正極涂布偏輕所致。對(duì)于烘烤后稱量極片重量文武有兩點(diǎn)需要補(bǔ)充：一是雖然正極的首次不可逆鋰源會(huì)使正極損失一點(diǎn)重量，但總不可逆鋰源的重量?jī)H占正極鋰源的5%左右、占正極片重量的0.5%以下，即使再加上由析鋰所造成的不可逆鋰源，其引起的正極偏輕也不會(huì)低于極片總重的1%；電解液在烘烤過(guò)程中不可能完全被烤干，但實(shí)際殘留部分的重量相對(duì)極片重量而言也很有限?？傮w來(lái)說(shuō)，烘烤正極后稱量極片重量與卷繞前極片實(shí)際重量相比，誤差不會(huì)超過(guò)2%。

況且有容量合格正極重量與低容極片重量相對(duì)比，此種方法還是比較可信的（另外還聽(tīng)說(shuō)過(guò)可以通過(guò)極片上面擦拭什么東西會(huì)更有助于電解液的烤干，其細(xì)節(jié)及原理文武不懂，希望有知道的朋友不吝指教）。二是同樣的方法不適合于負(fù)極，原因?yàn)樨?fù)極化成時(shí)會(huì)增加很多的重量，但可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)給出化成后負(fù)極增重比例進(jìn)而反推負(fù)極片重量、判斷低容是否為負(fù)極過(guò)量不足引起；但文武沒(méi)有做過(guò)類似實(shí)驗(yàn)，有興趣的朋友可以自己測(cè)試一下。

若確認(rèn)了正極偏輕為低容的原因的話則是萬(wàn)幸，但實(shí)際上這萬(wàn)幸的概率往往是萬(wàn)一而已。這樣的話就要靠對(duì)低容B組及合格B組的分析了。B組電芯需要滿充，而后拆解對(duì)比負(fù)極界面差異。低放電容量低等價(jià)于低充電容量等價(jià)于負(fù)極滿充界面會(huì)有異常。其實(shí)大部分情況，只要低容發(fā)生了，那不論電芯是低容還是容量合格，其界面都會(huì)有類似的異常，只是程度不同而已。記錄電芯界面情況時(shí)，也需要同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)電芯實(shí)際容量，最后一般會(huì)得到類似于低容程度高的電芯其界面異常更為嚴(yán)重的結(jié)論。