锂电池电解液缺失对电芯性能的影响

本文有些仓促，可是就这个主题而言，或许再等半年，文武也难有新的见地，所以就急着写出来啦！文章归于扫盲性质，文武也是半盲，所以“高人”不要读文章，也不要留言，谢谢！

“疾在腠理，汤熨之所及也；在肌肤，针石之所及也；在肠胃，火齐之所及也；在骨髓，司命之所属，无法何也。”这是中学课本中，《扁鹊见蔡桓公》中的一段话；疾在腠理、在肌肤、在肠胃、在骨髓，形象的描绘了疾病的四个程度。电解液缺失，就比如电芯得了病，得了病，就必定有重有轻。电解液缺失对电芯功能的影响，何为轻何为重？轻者怎么重者怎么？这就是本文首要评论的问题。另外，因为不同资料、不同工艺所对应的吸液量是不同的，所以本文仅是以电解液注液量的“略少、少、严峻少”这三个定性的词语来描绘电解液的缺失程度；定量来说的话，因为种种原因，文武现在还没有这个才能。“略少”时的状况。

其实即使是略少，电芯也已经是不良品了。电解液少，既有或许是注液量少了，也有或许是老化时间短造成极片浸润不充分，但本文不过多评论这一问题。电解液略少的电芯，好像潜伏着的谍战人员一样，不容易被发现。这个时分，电芯的容量和内阻都是正常的，检测出电解液略少电芯有三类办法：拆电芯、称重、测验。
拆电芯：，此刻满充负极会呈现类似于下面图片的姿态：

拆开归于破坏性实验且一次只能检测一个电芯，虽然能够最为直观和精确的确定问题，但实践用此办法挑选电芯的或许性却简直没有。

称重：这一办法精确性较低，因为极片、铝塑膜等也会有分量差异；电解液既然是“略少”，那么实践每个电芯的保液量也就不会差距很大，这样其他资料的分量差异，很或许大于电解液分量的差异。当然，能够通过注液时实测每个电芯的注液量或许保液量来精确的、及时的得知问题电芯，可是与其对全电芯称重，不如添加注液设备的精确性和优化工艺，从而治标治本。

测验：这个是问题的重点，用何种测验办法能够挑选出电解液“略少”的电芯，等价于电解液“略少”的电芯会有何种反常。现在文武仅知道两种办法能够测出容量、内阻皆正常的，可是电解液却略少的电芯。这两个办法分别是：循环、倍率放电渠道。

循环，能够说是检查锂离子电池电功能的终极办法，纵观锂离子电池资料和制成时的近乎无数种的反常，绝大多数的最终影响都是两个字：循环。电解液略少时，容量或是说正极克发挥是正常的，前几十次循环的话，容量并不会显着衰减；随着电解液缺失的程度的加重，能够保持较高容量保持率的循环次数会逐渐减少；或许说，电解液“略少”中电解液相对较多的电芯，或许会以正常容量衰减速率循环几十次乃至上百次才会显着衰减；电解液“略少”中电解液相对较少的电芯，或许循环十次二十次容量就开端显着跳水。但不论在容量跳水前电芯能按正常容量衰减速度循环多少次，跳水开端后，电芯的容量都会快速衰减；衰减过程中，电芯的表现是能充入容量，可是放出容量较低（很像气数已尽的人“有进气儿没出气儿”的姿态哦），假如做充电容量/放电容量图的话，跳水期间二者的比值会显着高于1；跳水之后，电芯的容量并不会立刻降为0，而是相对稳定的保持在其初始容量的20%~40%中的方位一段时间；再往后，文武就没有测过了。以下是一个因电解液缺乏而容量跳水的电芯的循环容量曲线和C/D曲线。

循环功能的下降，是电解液缺失的一个必定成果，只要电解液的量满足保持电芯循环到规格书中规定的循环次数，就能够以为电解液是满足的。可是，循环功能无法作为挑选电解液量少的电芯的手法，原因很简单，不再多说。

倍率放电渠道，这里所说的渠道，一定要是相对较高倍率的渠道，0.2C/0.5C是看不出来差异的。文武比较了同规划下，实践平均保液量分别为0.002g/mAh和0.0023g/mAh两批电芯的0.5C/3.6V、1C/3.6V和2C/3.4V的渠道容量，二者0.5C渠道简直一致，但电解液满足的第二组1C和2C渠道容量要高于电解液缺乏的第一组约8%(文武做的是容量型卷绕软包电芯，倍率型或许叠片电芯所用测验倍率肯定要再高才能够)。与全检称重、测循环、拆电芯比较，用高倍率放电对比渠道容量这一办法猜测电解液略少的电芯，可行性显着更大。但问题是，关于制成较差的厂子，高倍率下，电芯渠道容量本身就或许相差许多，这样的话定标准是很难的。而关于一致性很好的厂子来说，保证注液量和吸液量又是很简单的问题。实在是让人纠结啊。

关于电解液“略少”的电芯，因为正极克发挥仍是满足的（克发挥缺乏，在本文叫做“严峻少”），因而最开端极片或许仅是比较干，可是还没有析锂。但随着循环的进行，析锂会越来越严峻。“少”时的状况与“略少”比较，“少”的时分，问题就要简单的多了。按照文武的界说来说，当电解液少到让电芯高内阻的时分，就能够称号为“少”了。这个时分，电芯的正极克发挥依旧是正常的，可是循环、倍率渠道容量都要显着的差于“略少”的状况。

与刚才所说的“略少”和后边眼谈到的“严峻少”比较，“少”是一个可遇不可求的中心态。文武是做样品的，这种中心态的状况在样品中，还真的没见过一次。不过有一次测110pcs量产电芯的自放电时（因为测了那批数据，才有了之前的《自放电浅析》），趁便重视了一下里边内阻较高、可是容量正常的电芯，发现的问题有：渠道容量低，即使是0.2C的渠道容量，也要显着低于内阻正常的电芯，更不用说高倍率渠道容量了。

无法完成循环，这是对实践现象的描绘，当文武测过这几个高内阻电芯的倍率后，将电芯放置了几天，然后有了空余测验通道预备测1C循环，上下限维护电压分别为4.5V和2.5V，这时发现，不论是充电仍是放电，通道都会立刻进入维护（这种析锂电芯，此刻处于高电压状态，但本文不多议论此问题）。更换通道也没有改善后，测了一下电芯的分量，发现比正常电芯低0.5~1g，室外拆开电芯，全部起火！

因为电解液“少”的电芯，内阻已然偏高，而内阻基本是一切电池厂都会重视的参数，所以挑选出电解液“少”的电芯，并不难。需求再一次着重的是，电解液“少”的电芯，会遇到电解液“略少”的电芯的一切问题，一起也会添加一个问题：内阻偏高。“严峻少”的状况
抛开一切不看，电解液“严峻少”时，最为显着的成果就是：低容。电芯的内阻往往是由电芯厂制定的，制成一般的话，偶有高内阻也或许出货，可是容量缺乏的话，可就完全没有补救的或许性了。

处于“严峻少”的电芯，克发挥、内阻、渠道、循环等问题，将会一起迸发。当看到电芯低容且高内阻时，就很有或许是电解液“严峻少”的状况；假如再与正常电芯对比一下分量，则能够简直确认问题所在。此刻，就不要拆电芯了，起火的或许性非常大。

假如将电芯分开来看的话，电解液“严峻少”时还能够分为正极吸液缺乏和负极吸液缺乏这两个方面来看。当正极吸液缺乏时，没有满足的锂离子能够从正极脱嵌，可是负极吸液满足，只要是脱嵌的锂离子，就能够嵌入负极。成果就是正负极都很干，可是负极并没有析锂。当负极吸液缺乏、正极满足时，正极能够提供满足的锂离子给负极，可是负极没有办法承受，于是负极析锂。但不论是哪种状况，电芯的外在表现都是：低容、高内阻、低渠道、低循环。电解液“严峻少”的电芯拿去做循环，十次就或许掉10%的容量，且循环后因为严峻析锂，电芯会变得反常的厚。

最终还要重申一下本文的主旨。文章将电解液少按程度分为“略少”“少”“严峻少”这三个程度，程度重的在有自己特有的问题的一起，也必定发生程度比其轻的全部问题。就比如人的某处染疾，严峻的时分有严峻时分特有的病症，但也必定一起拥有轻的时分的一切病症。