鋰電池低容量分析方法

容量是衡量電池質量的重要因素之一，電池低容是樣品、量產中經常遇到的問題。因此尋找分析電池低容是鋰電池生產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？下面我們就一起來學習探討一下吧。

聽到有電芯低容，第一個反應應該是確認低容問題是否屬實。簡單來說，先是要確認分容工藝是否設置錯誤（比如放電電流是不是設置大了、充電時間是不是設置短了）；如果分容工步設置無問題，就需要更換測試點之后對電芯進行重新分容，同時心里默念著“二次分容后一定不要再低容了”。當然對于量產乃至樣品而言，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題了。若復測之后依舊低容，那就可以確認低容問題真的存在了（同時在復測的時候最好留一個心眼：滿充3pcs復測電芯，以備后用）。

確認了低容存在之后，需要進一步確認低容發(fā)生的頗度和嚴重度，從整體上掌握低容的實際情況。樣品往往就是一批，不多說；但量產型號則存在“該型號一直低容”及“該型號偶發(fā)低容”這兩種情況。對于前者，分析要以設計、選材角度及量產長期遇到的頑國問題作為切入點和優(yōu)先考慮方向（例如是不是這個材料匹配是不曾驗證過的？是不是最近產線經常出現同一個會引起低容的異常但一直拖拖拉拉未曾解決）；對于后者，則需要從產線操作及工藝變更來作為優(yōu)先考慮對象（例如是不是這一批負極壓死了？是不是產線為了產量縮短了老化時間？是不是工藝較之前進行了改變而這一改變有引發(fā)低容的風險）。頻度確認了之后，還要確認一下相對不太重要的嚴重度，也就是低容電芯的比例以及容量低于要求值的比例。確認嚴重度更大程度上是為了可能的放寬容量規(guī)格及判定缺貨數量提供依據，而對于問題本身的分析，意義沒有確認頻度一樣重要，不過依舊必不可少。

整體上把握了低容實際情況之后，就要開始分析了。對于水平較高且遇到過同樣問題的專家而言，拆3pcs 電芯就應該可以大體斷定低容的實際原因。但對于一般人而言，一是我們很難有類似的能力及積累，二是拿三個電芯照片無法充分向上級和同事說明問題（即使你的結論是正確的）。因此則需要更為系統一些的方法。在系統的分析之前，可以先將之前復測滿充的低容電芯拆開看一下界面，若無問題，則很可能是正極涂布偏輕或設計余量不足的原因；若界面有問題，則可能是制程中或設計中方方面面的問題（這不廢話嘛）。

分析開始了。首先需要最少低容8pcs電芯+容量合格的8pcs電芯。低容電芯再隨機分兩組為低容A組及低容B組，容量合格電芯隨機分兩組為合格A組及合格B組。而后將兩個A組電芯放電至靜止電壓3.0V左右（文武習慣于0.5C放電至3.0V后再0.2C放電至2.5V；當然對象是鉆酸鋰和三元+石墨負極）；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（具體烘烤參數文武沒有DOE驗證過不過可以確定給出的參數是可以完成分析的），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。對于烘烤后稱量極片重量文武有兩點需要補充：一是雖然正極的首次不可逆鋰源會使正極損失一點重量，但總不可逆鋰源的重量僅占正極鋰源的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低于極片總重的1%；電解液在烘烤過程中不可能完全被烤干，但實際殘留部分的重量相對極片重量而言也很有限。總體來說，烘烤正極后稱量極片重量與卷繞前極片實際重量相比，誤差不會超過2%。

況且有容量合格正極重量與低容極片重量相對比，此種方法還是比較可信的（另外還聽說過可以通過極片上面擦拭什么東西會更有助于電解液的烤干，其細節(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極，原因為負極化成時會增加很多的重量，但可以通過實驗給出化成后負極增重比例進而反推負極片重量、判斷低容是否為負極過量不足引起；但文武沒有做過類似實驗，有興趣的朋友可以自己測試一下。

若確認了正極偏輕為低容的原因的話則是萬幸，但實際上這萬幸的概率往往是萬一而已。這樣的話就要靠對低容B組及合格B組的分析了。B組電芯需要滿充，而后拆解對比負極界面差異。低放電容量低等價于低充電容量等價于負極滿充界面會有異常。其實大部分情況，只要低容發(fā)生了，那不論電芯是低容還是容量合格，其界面都會有類似的異常，只是程度不同而已。記錄電芯界面情況時，也需要同時記錄對應電芯實際容量，最后一般會得到類似于低容程度高的電芯其界面異常更為嚴重的結論。