1.1 物理防线：遏制析锂#

这是 Overhang 最基础的作用。

• 充电机制：充电时，锂离子（Li⁺）从正极脱嵌，穿过隔膜游向负极。
• 边界风险：如果负极边缘与正极边缘完全对齐（Overhang=0），或者负极小于正极，边缘的 Li⁺ 就找不到负极石墨层嵌入。无处可去的 Li⁺ 只能堆积在负极表面，获得电子后直接还原为金属锂（Lithium Plating）。
• 后果：金属锂生长成枝晶 → 刺穿隔膜 → 微短路 → 热失控。

因此，设计的第一铁律是：负极活性区域必须 100% 完全包覆正极活性区域。

2.1 什么是横向扩散（Lateral Diffusion）？#

在电芯充电过程中，正对区域（Active Area）的负极嵌满了锂，电位极低（接近 0V vs Li/Li⁺）；而 Overhang 区域没有正极对应，处于未嵌锂状态，电位较高。

在巨大的锂浓度差（ΔC）和电势差（Δφ）驱动下，锂离子不会乖乖待在正对区域，而是会向外围的 Overhang 区域发生横向扩散。

2.2 它是如何“杀死”容量的？#

这种扩散并不是“储能”，而是“损耗”：

• 消耗活性锂：Overhang 区域的石墨表面通常是新鲜的（SEI膜不完整）。扩散过来的锂离子会在这里发生反应，修补或形成新的 SEI 膜。这个过程会永久消耗从正极脱出来的活性锂源。
• 降低首效（ICE）：由于扩散路径较长，进入 Overhang 深处的锂离子往往“有去无回”，无法在放电时完全脱出，直接拉低了全电池的首次库伦效率。
• 循环衰减：这种扩散在全生命周期内都在缓慢进行，持续偷走电池的可用容量。

结论：Overhang 面积越大，横向扩散的“汇”就越大，吃掉的锂就越多。在工艺能力允许的前提下，Overhang 必须做得越小越好。

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3.1 尺寸链结构公式#

Overhang 的设计值（OH_design）由“物理安全值”和“制程公差”两部分组成：

3.2 实例计算#

假设我们设计一款叠片电池：

• 物理安全值 OH_min：预留 0.5mm（防止边缘效应）。
• 叠片机精度：±0.3mm（即 3σ = 0.3mm）。
• 模切精度：忽略不计。

那么单边 Overhang 设计建议值 = 0.5mm + 0.3mm = 0.8mm。(注：如果你的设备很烂，精度只有 ±0.8mm，那你的 Overhang 就得设计到 1.3mm 以上，这就会损失能量密度。)

3.3 经验推荐值（基于主流设备能力）#

• 宽度方向（Width）：
• 叠片工艺：1.0 ~ 1.5 mm
• 卷绕工艺：1.5 ~ 2.0 mm (卷绕容易跑偏，需留大点)
• 长度方向（Length）：
• 考虑到卷绕收尾（Tail）的滑移和张力释放，通常头部和尾部要留足余量，建议 3.0 ~ 5.0 mm。

4.1 卷绕 R 角风险（Corner Issue）#

在方形卷绕电池的转角处（R角），极片会发生应力形变。

• 内圈陷阱：随着卷绕半径增大，外圈极片需要的周长比内圈长。虽然卷针有张力控制，但仍会出现正负极相对滑移。
• 设计对策：在计算长度方向 Overhang 时，必须计算周长累积差。如果不计算，往往会出现“最外圈对齐了，最内圈负极缩进去了”的惨剧，导致析锂。

4.2 极耳（Tab）位置#

Tab 处的留白区（Foil Area）是析锂高发区。

• 要求：负极涂布区必须完全覆盖正极涂布区，且要覆盖正极 Tab 根部的绝缘胶（胶纸）边缘至少 1-2mm。 否则正极 Tab 根部电流密度极大，极易析锂。

5.1 X-Ray 在线检测（无损）#

这是生产线的标配。监控每一颗电芯的正负极间距。

• 关注点：不要只看平均值，要看标准差（σ）。如果 σ 很大，说明工艺不稳定，此时必须由工艺端改善设备，或者设计端被迫加大 Overhang（牺牲性能保安全）。

5.2 拆解分析（DPA，有损）#

当电芯出现低容或循环跳水时，拆解是最直观的判决书。

• 看“金边”：满充拆解后，正负极交界处应有一条清晰的黄色晕染带。
• 晕染带过宽（>2mm）：说明横向扩散严重，Overhang 设计可能过大，活性锂损耗多。
• 无晕染带/有白斑：这是红色警报！说明 Overhang 不足或对齐不良，已经析锂。
• 看“颜色”：正常的 Overhang 区域应该是深灰色（石墨本色）或轻微的金黄色晕染。如果整个 Overhang 区域都变成了金黄色，说明扩散极度严重，设计极其不合理。