鋰離子電池是一個(gè)復(fù)雜的體系,包含了正極、負(fù)極、隔膜、電解液、集流體以及粘接劑、導(dǎo)電劑等,設(shè)計(jì)的反應(yīng)包括正負(fù)極的電化學(xué)反應(yīng),鋰離子傳導(dǎo)和電子傳導(dǎo),以及熱量的擴(kuò)散等。
因此鋰離子電池的電性能,安全性受到多種因素的影響,所以鋰離子電池的設(shè)計(jì)和制造不僅需要豐富的電化學(xué)知識(shí),更需要大量的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
今天就來(lái)梳理一下動(dòng)力電池技術(shù)的現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn):
一般而言,鋰離子電池的開(kāi)發(fā)分為幾個(gè)周期,首先主要是適用扣式半電池,或者簡(jiǎn)單的軟包電池,這一步主要是為了測(cè)試材料和配方的性能,因?yàn)殡姵氐慕Y(jié)構(gòu)沒(méi)有進(jìn)行優(yōu)化,因此這里得到的結(jié)果并不能直接應(yīng)用在生產(chǎn)商。
在進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)室級(jí)別的初步測(cè)試和評(píng)估后,好的材料和配方就會(huì)轉(zhuǎn)移到下一個(gè)階段---中試階段,在這一階段需要考慮電池的綜合性能,譬如正負(fù)極的涂布量(幾點(diǎn)吃能量密度)、快充、倍率等特性,并且發(fā)現(xiàn)在大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程中可能要面臨的工藝問(wèn)題并及時(shí)做出調(diào)整。
通過(guò)以上這個(gè)過(guò)程,電池的配方和生產(chǎn)工藝得到完善,成熟的產(chǎn)品能夠最終投入正式的生產(chǎn)使用。
由于影響鋰離子電池性能的因素過(guò)多,所以在設(shè)計(jì)生產(chǎn)或者銜接的每一個(gè)參數(shù)都需要進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)算,因?yàn)檫@些因素都會(huì)對(duì)電池最終的電性能和安全性產(chǎn)生重大的影響,因此我們有必要深入了解材料、設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)對(duì)于產(chǎn)品最終性能的影響。