鋰離子電池製作--分容

05-08

鋰離子電池經歷了九九八十一難，終於來到了最後一步--分容，能堅強的走到這一步的鋰電池，可謂過五關，斬六將，如果在這個工序在造成產品的NG，就很可惜。

分容，即通過對電池進行充電放電，通過檢測分容滿充時候的放電容量，來確定電池的容量。這裡我們先說說首效，首效=首次滿放容量/首次滿充容量*100%，不同的材料，首效不一樣，電池在第一次充電時，SEI膜的形成，會消耗部分的鋰離子，也就是說，充電時從正極脫嵌的鋰離子，並沒有100%在放電時回到正極，故而首充容量多於首放，比如目前主流的NCM三元材料首效在85%-88%左右。介於此，工程師們為了最大的發揮電池的儲存能力，提出了預鋰化，在化成前，通過外部輸入鋰離子，不消耗材料的鋰離子形成SEI膜的過程。

對於首效，我用如下簡筆畫來表達：

經過上面流程我們發現，原本100個正極活性鋰離子在經歷首次充放電之後，只有88個可以繼續循環使用。損失掉12個鋰離子的原因，分別為負極首效損失了8個，以及正極首效造成嵌鋰空間不夠、4個鋰離子留在負極無法回到正極。

結論就顯而易見：當正極首效為88%、負極首效為92%時，全電池的首效為88%，與較低的正極相等。而當負極首效更低時，例如鈷酸鋰正極對石墨負極，全電池首效又與首效更低的負極相等。故而預鋰化的主要思想就是：尋找外界鋰源，讓電池化成消耗的鋰離子是外界鋰源提供的、而不是消耗從正極脫嵌的鋰離子，最大程度保留從正極脫嵌的鋰離子，並提高電池的容量。

分容後，對電池進行高溫和常溫靜置，通過靜置後測試電池內阻、電壓，再結合電池的放電容量，對電池進行分檔，就進入了PACK工序。

根據目前分容的實際情況，我個人的兩個想法是：1，從成本考慮和技術突破，可以取消電池製作中的分容，通過對化成過程的檢測，選合適的統計模型去擬合、預測分容的容量，從而取消分容；2，如果不取消分容，通過對分容放電曲線的取點，利用統計中的聚類分析，結合統計分析軟體，對電池進行分檔，個人覺得更能反映電池成組後的一致性。當然，這只是我當前一個不成熟的想法，歡迎有更好的想法的同行共同討論。