1.电池中的对立面

2.低容的思路分析

3.浅谈六西格玛设计

4.影响锂离子电池循环性能的几个因素

5.设计中制定公差的注意事项

6.低容的制程分析

7.涂布关键技术-水系负极缩孔

8.电解液缺失对电芯性能的影响

9.浆料匀浆生产工艺在中国的现状

10.羧甲基纤维素钠的理解

11.涂布中的各类问题

12.锂电电解液的价格

13.锂电负极-AGP-8

14.自放电原因解析

15.陶瓷涂覆隔膜

16.锂电中三原色之黄色

17.草酸在油系负极中的应用

18.锂电工艺-预化成

19.锂电材料-铜箔

20.锂电设计-阴阳论

21.关于正负极配比问题

22.怎么样检测隔膜

23.锂电材料-导电剂篇

24.锂电材料-终止胶带

25.电动自行车用锂电池成本-铁锂

26.锂电隔膜-国外

27.如何回避使用日系材料

28.锂电正极-锰酸锂

29.动力电池-国外方案

30.低温电池零下40度放电解决方案

21.正负极配比问题

最近很多坛友问到正负极如何设置合理的配比系数；其实这个问题在设计电池的时候是经常要面临的，也是每个人必须要搞懂的。

下面所有的讨论都是以石墨为负极活性材料。

所谓的正负极配比，说白了也就是负极到底要过量多少才合适；过量多了，造成负极浪费，但是可以提高正极的容量发挥（也就是高容）；过量少了，就会有析锂的风险，而且正极容量很难发挥（也就是低容）。

首先，介绍一个概念，CB值：也就是英文Cell Balance的缩写。

其计算方法为：CB=单位面积负极容量/单位面积正极容量

正常情况下，CB值由如下条件决定：

1、活性材料的首次效率；

2、涂布精度；

3、正负极循环的衰减速率（需要一定的经验）。

如果贵司涂布精度可以做到100%，正极首次效率大于负极首次效率，那么，恭喜您，您的CB值理论上可以接近1.

但是，考虑到负极的衰减一般都大于正极，所以，还是需要提高CB值。

OK，说到这里，我想大家有点糊涂了，举个例子来讲或许会更明白些。

正极材料：钴酸锂为例，设计克容量140mAh/g，（钴酸锂首次效率一般为95%）；

负极材料：人造石墨，设计克容量340mAh/g，（人造石墨首次效率一般为90%）；

涂布精度：假定贵司的涂布精度偏差为2.5%；

如上，合理的CB值范围是多少呢？CB值大于1.05即为OK，如果加上循环的损失，CB值设置为1.08就已经足够；为什么呢？因为正极的首次效率大于负极的首次效率，正极首次出来的容量能够全部被负极接受，不会造成离子的富余，只需考虑涂布精度和循环衰减即为OK。

那么，如果正极的首次效率小于了负极会出现什么样的后果呢；结果是显然的，在首次充电时，正极跑出了很多的离子，而负极不能够接受，所以必须在原有的基础上，提高CB值。这也就是为什么三元的CB值设计要比钴酸锂高的原因。

22.隔膜

隔膜Separator，在锂电池里面起着电子绝缘和离子导通的作用；

隔膜，大家都知道，为锂电四大原材料之一，占整个电池成本的约20%；

隔膜用的好与坏直接影响了电池的性能，不仅包含电性能，加工性能也深受影响，如：短路、低压等；

相信很多厂家都一直在为客诉里面的低压和胀气而烦恼吧，那么，第一步，先选好您的隔膜；

在检测隔膜之前，您要知道隔膜重点检测的参数有哪些；这篇帖子，我只介绍一般的锂电厂家需要检测的参数，这些项目最好都必检：

1、基本参数，包括：厚度、宽度、面密度（计算法）、弧度（卷绕很重要）等；这些都很简单，不详述了；

2、外观：白色，无毛刺,无毛边,光滑无皱,无污染，无划痕，无凝胶点，无黑色斑点，这些主要用看的；

3、针孔：用暗箱测试，很简单一个装置，用箱子罩住一个灯泡，箱子上开个小口，小装置，大用途，这些针孔的多少直接影响短路率；

用暗箱很容易发现针孔，如果不能辨别是否是针孔，可以照SEM，如下图片便是针孔的SEM图：

我们公司做了一个实验，将有针孔的和无针孔的同一品牌的隔膜做了测试，发现有针孔的短路率是无针孔的3倍，可见，针孔的检测是多么重要；

4、透气度：不同的透气度会影响电池的性能，例如倍率性能，内阻等等；如果波动太大，直接影响组装过程的短路，

所以，必须在样品认证的时候就规定好透气度的范围，量产后每批监控，波动范围不能超过50S/100CC；太大，就不能保证产品的一致性了。

透气度测试用Gurley指数测试仪就好了，进口的也才4万多一台，小投资，大回报；实在不想买的就送给我帮你们测试吧，少量收取费用，哈哈。

5、扫描电镜：没有条件的厂家必须在样品阶段送测，确认隔膜的成孔是否均匀，有没有破孔；通过SEM我们可以很直接的看到该厂家的产品一致性；

还可以知道该厂采用的工艺，湿法还是干法；世界各国的隔膜SEM图片我都有，而且定期会更新，积累很重要，从这些也可以看出哪些厂在进步。

量产后，有条件的话可以每批次送测。

6、其他参数：吸液性（就是用电解液浸泡，看吸收了多少量，浸泡时间自己规定，规定好了就不要变，这样方便对比）;热缩率（一般90度烘烤4h，标准可以参照供应商测试结果，也可以根据工艺要求来定，一般的隔膜这一项都没问题）；这些参数样品承认的时候测试一下就好了，前面5项不出问题，这些都不会有太大的问题。

7、免检项目：针刺强度、拉伸强度、抗腐蚀等；按照供应商给定的就好了，一般问题不大。

好了，就这么多，还有什么不正确的或者遗漏的还请指正。

23.锂离子电池-导电剂

导电剂在整个电池中主要有两个作用：传导电子和吸纳电解液；

所以添加导电剂后，能够改善倍率、循环、降低内阻以及增加电池容量；

导电剂不能加多也不能加少，多了不仅会影响能量密度，还会影响正极克容量的发挥，以及加工过程；少了的坏处就不用说了。

导电剂按照物质分为：金属导电剂和碳材类导电剂；目前主要用的是碳材类的导电剂，主要有：Super-P，乙炔炭黑，石墨、VGCF，CNT等。

从电阻率来说，CNT的电阻率最小，VGCF次之，电阻率最大的是Super-P；但是VGCF和CNT面临的问题就是分散和价格问题；国内有些厂家在研究分散好的导电液，例如贝特瑞的纳米导电液、北京天奈的导液以及深圳纳米港的导电液；本人都评估过，效果都不是很好，性价比不划算。

所以呢，现在用的最多的导电剂还是Super-P，以及导电石墨；主要的供应商还是Timical；代理商是捷进化工以及上海汇普。

另外，乙炔炭黑也有效果，日本有厂家生产，国内也有，主要都是纳米超导乙炔炭黑，添加少量就可以大大改善导电性能。

目前，大部分锂电池生产厂家都是采用复合的导电剂，就是将几种导电剂混合使用：

常用的组合为SP+KS系列；或者SP+VGCF等；甚至有些厂家使用的是3组分导电剂。

今后，复合型导电剂是导电剂研究的重点。

24.锂离子电池-高温胶纸

这篇文章主要介绍一下用于电芯内部的高温胶纸；

别看一个小小的胶纸，如果控制不好，可能会使您的企业造成巨大损失；

记得国内某家著名锂电企业就是因为小小胶带的问题，造成了上百万的损失！胶带由两部分构成：基材和胶；总的来说，按照胶系来分，终止胶带分两种：耐弱酸碱的亚克力胶系和不耐酸碱的硅胶系；一般用于电池内部的胶带，最好全部采用耐若酸碱的亚克力胶系；如果按照基材来分，主要有耐高温的胶纸和不耐高温的胶纸；其中不耐高温的胶纸主要用做终止胶带，而耐高温的胶纸主要用作极耳绝缘胶带；不耐高温的基材有PET、BOPP等，耐温值大概200度左右；而耐高温的基材有聚酰亚胺，耐温值超过300度。

大家可以根据实际的需要选用。

另外，还值得一提的是，胶纸里面很容易残留金属杂质，非常危险；所以，在胶纸IQC时最好能检测金属含量；关于胶纸，还有一点就是卤素的问题，目前这个问题不是很突出，但是既然再提，我想还是要关注和重视。

25.电动自行车用锂电池成本-铁锂

前几天，又听到了某著名电动自行车在用户家中充电时爆炸了，还有一位老人家受伤；

这已经是该品牌第三次发生爆炸事件了：

第一次为2012年1月一位在校大学生在行驶的时候爆炸了，当时电池内的小电芯如子弹一样喷射而出，所幸没有人员受伤；

第二次为2012年3月，也是在用户家里充电，结果把用户的房子都烧了，预计损失为18万；

第三次就是前几天的事情了。

本人作为一名资深的锂电行业技术人员，非常不愿意听到有关锂电池爆炸的新闻，但是从技术的角度，出点问题也好，方便分析原因。

从宏观来看，锂电池爆炸产生的原因来自3方面：电芯、Pack组装、用户的滥用。

目前，电动自行车市场处于一种恶性竞争的环境，成本越压越低，便宜没好货，这也是导致电池频繁出问题的原因，不仅电芯的成本压到最低，Pack的设计也是能省则省。

下面便是本帖的重点：电动自行车用锂电池的成本分析----包含电芯和Pack，本帖以36V10Ah的Pack为例分析。

1、电芯部分

一颗10AhLFP电芯：电芯理论材料成本为26.7元，收成率一般可以达到90%，人工成本和管理费用大约为0.5元/Ah，所以电芯部分单体总的成本为34.7元；

正极活性物质LFP用量大约85g，按照市价70元/Kg计算，活性物质成本为5.95元，占材料理论总成本的22.3%；

负极活性物质用量大约为39.4g，按照市价75元/Kg计算，活性物质成本为2.96元，占材料理论总成本的11.1%；

隔膜材料用量大约为0.87平方，按照市价6.3元/平方计算，隔膜成本约为5.48元，占材料理论总成本的20.5%；

电解液用量大约为45g，按照市价80元/Kg计算，电解液成本约为5.63元，占材料理论总成本的21.1%；

四大主材的成本占了电芯理论总成本的75%，符合常规电芯的设计了；

根据个人近8年的技术经验，该材料体系做成的电池，常温0.5C充放循环1000次不成问题。

2、Pack部分

一个36V的Pack，所用LFP单体电芯数量为12Pcs，所以电池总的成本为34.7*12=416.4元；

保护板部分，价格差别也是天上和地下，一般的低档板，价格约30元/块，所带的功能为：

有过充、过放、短路保护，没有温控，没有平衡功能，一般都是纯硬件板，失效率相对软件板要低。

充电器，低端的充电器也就40元/Pcs；

电池盒、线材以及电器元件，总计20元/pcs。

所以，整个36V10AhPack（含电芯、保护板、盒子、充电器）的总成本为：416.4+30+40+20=506.4元。

含上20%毛利的报价也就600元多一点。

其他的Pack组合大家可以自己去计算一下。

26.锂离子电池国外隔膜

目前应用的最多的隔膜材质仅两种：PP和PE，组合起来的话有三种结构：PP单层，PE单层膜，PP/PE/PP三层复合膜；

国外隔膜生产企业不是很多，数的上的有美国Celgard（现在叫Ploypore）、日本Asahi、日本Tonen、日本UBE、Entek等，后起还有韩国的SK、韩国的WS、韩国的CS、韩国的Lotte。韩国一下子多出来很多，但是品质都不是很好。

1、美国Polypore的膜采用干法单向拉升制作，孔隙率比较小，透气度测试值比较大，适合用于高容量体系，如：手机电池、笔记本电池，主打产品有PP/PE/PP结构的20um的Celgard 2320，PP/PE/PP结构的16um的Celgard C200，以及单层PP的16um的Celgard A273。另外，Celgard有一款是单层PP结构25um厚度膜，孔隙率达到50%，透气度达到200S/100CC，很好的倍率放电性能，但是短路和低压比较难控制。Polypore还有能用于电动车的隔膜，厚度32um和38um，属于三层结构，比较不错的性能。

2、日本UBE的膜主要是三层结构，工艺和Polypore一样，孔隙率较Polypore大，透气性要好，目前倍率电池主要是用UBE的，其代表产品是20um的三层膜，透气度范围在400左右；16um的三层膜，其透气度范围在280左右。

3、日本另外两家隔膜都是走的高端市场，国内很少锂电厂能用的起，他们两家都是单层的PE膜，湿法制作，这里不详述了。

4、韩国SK隔膜，从电镜上来看属于湿法的单层PE膜，厚度范围9um到25um，特点就是孔隙率很大，锂电池工艺制程中存在短路率很低，但是低压很高的特点；尤其是25um的隔膜，孔隙率非常高，达到60%，不知道韩国的Kokam是怎么控制短路和低压的。韩国SK隔膜的价格属于中等，比日美要低一点，但是比国内的要贵很多。韩国其他家的隔膜建议大家暂时不要花大力气评估，孔不均匀，短路低压很恐怖。

如今因为钓鱼岛的事情，两国的关系已经到了历史的低谷，说不定哪天经济制裁就来了；就像旭化成的隔膜一样，他们为了保护本国锂电企业的利益，从来都不会将他们高端的隔膜卖给中国相对有竞争力的企业；昨天看到群里都在讨论如果中日开战，中国的锂电是不是要面临停产，我也想了很久，觉得还没到这么悲惨的境地，下面简单的将几种日本垄断的锂电材料替代品和大家分享一下。

27.锂离子电池中的日本材料

在锂电池材料中，日本处于绝对优势的材料有：六氟磷酸锂、铝塑膜、保护IC、极耳胶。

1、六氟磷酸锂

也就是锂盐，主要由日本的三家公司垄断，分别是：森田化学、户田电化、SUTERAKEMIFA,这三家分别占据了40%，25%，10%的市场份额；锂盐的材料成本仅5万RMB/吨，生产成本10万RMB/吨，然而，日本卖到中国的价格大概是35万/吨，毛利达到了多少，大家可以算算；另外，坛友们肯定看出了还剩下25%的市场被其他厂家占据了，对了，我们的希望就在这25%的市场里面；目前，中国和韩国已经有很多厂家在生产锂盐了，代表的厂家有：韩国尉山、台塑、天津金牛、多氟多、九九久、天赐、国泰华荣等，每年也有小量的产品出来。其中，天津金牛每年的产量达到500吨，韩国尉山每年的产量有200吨，多氟多每年也有200吨，其他几家也都有量产的产品出来，虽然，这些产品都只是用于中低端电池里面，但是总比没得用的好。相对于日本的产品来说，国产锂盐应用于电池后肯定性能会下降一点，但也不失为一种选择。

2、铝塑膜

DNP和Showa占据了90%以上的市场，这两家的产品和毛利就不详述了；替代的产品有韩国栗村的，虽然在冲坑深度方面稍微差一点点，但是替代日本的产品已经足够，另外国产也有几家在积极的研究与开发，例如：香港的夫南银宇（已经有样品出来），还有安徽也有厂家在尝试。

3、保护IC

主要被日本的理光和精工所垄断，还有三洋、美之美等品牌也有一定的市场；但是台湾也有几家在生产，主要有宏康、Fortune等等，台湾的产品用的也不错，价格也便宜很多；大陆光宇也有成熟的产品。大家在选择保护IC的时候尽量选择国产的，既能大大降低成本，又能促进中国企业的发展。

4、极耳胶

极耳胶基本依赖日本，DNP、昭和、凸版、日立等都是主要的极耳胶供应商，国产的好像没怎么听到过，悲哀；不过大家看看，一般做铝塑膜的都有做极耳胶，相信在不久的将来，极耳胶也会被国产化。知道国内谁在研发的话告知一下吧，方便国产化的进程！

好久没有发表帖子了，在这承前启后的日子，很多事情要去总结，也有很多事情要去展望，忽略了这个版块也很无奈。

28.正极材料-锰酸锂

今天发表一篇新帖，讲讲正极材料锰酸锂；目前来讲，相对成熟的锰酸锂是尖晶石结构的，层状结构也有很多厂家在研究，但是还不能应用于批量；尖晶石锰酸锂分子式为LiMn2O4，锰在该化合物中拥有两个价态，3价和4价；3价锰相对于4价锰而言，是个坏酒的药子，因为它能够发生歧化反应而产生可溶性的2价锰，造成锰酸锂容量衰减较大；所以，锰酸锂电池，低电压存储比高电压存储更糟糕。

另外，锰酸锂还有一系列的反应，譬如结构上的John-Taler畸变，也会造成容量的不可逆损失；

HF酸的侵蚀也会加速锰的溶解；

三大弱点，造就了锰酸锂在高温下容量衰减异常的快；国内厂家也在解决这个问题上下了很大的功夫，但是收效甚微；国内锰酸锂的代表厂家为：青岛乾运、中信国安、湖南杉杉、深圳源源、新正等等；他们也是花了很大的力气去改善锰酸锂的高温问题，但距离期望的水平还是很有差距；

拿乾运的新品QY-EVM01来说，55度循环150次容量衰减已到80%，800次后容量衰减60%（厂家数据，我司结果还在测试中）；锰酸锂的高温衰减就是这样的，前期衰减很快，后期逐渐稳定，所以，真正意义上，该新品的高温问题还是没有得到侧地解决。

其他厂家也往往在宣传常温的循环很好，往往避免谈及高温的问题；确实，对于国内来说，高温问题是锰酸锂的心腹大患！那个做自行车电池很大的厂家，也是采用纯锰，经过一个夏天的洗礼，想必出出去的货退得也差不多了吧。但愿，不久的将来，锰酸锂的高温能真正解决，为自行车、电动车注入强势的血液！

29.锂离子电池-三元材料

我司顺利的通过了高新技术企业，值得庆祝，在此也特别发一篇帖子，涉及的内容比较热门，主要针对国外动力电池做一些讲解：

下图简单讲述了国外主要动力厂家的材料路线，我们可以看出，国外所用的材料体系主要是锰系，少部分是二元和三元；这里，我不再强调动力正极的主流，因为这不是这个帖子的关键；这篇帖子主要说一下负极，国外的负极；据资料显示，国外尤其是日系设计，负极活性材料大部分都已经采用硬碳系列；硬碳负极配合锰系优势可谓是巨大的；硬碳本身由于具备较大的层间距，那么就对应快速充放电，以及充放电时膨胀非常小，可以获得较好的循环性能。

另外，还可以改善锰系的溶解效应：

大家都知道，锰系正极在低压存储时，3价锰的歧化反应效果加剧，锰溶解更加剧烈；那么配合正常的石墨体系，放电结束时（假设完全放电），负极电位大概在300mV，这时正极实际电位在3.3V；但是配合硬碳体系，负极电位在1.0V，这时正极的实际电位在4.0V；这样一来，大家都知道了吧，正极的电压不会太低，那么歧化效应、John-Taller畸变都比较小，改善了锰溶解。

30.低温电池零下40度放电解决方案

前段时间接到一个Case，需要做零下40度放电的高容型电池，而且0.5C放电的容量保持率不低于80%，我当时心里也没底；咨询了很多电解液厂家，大家都没什么好的解决方案；有些厂家只是承诺了0.3C放电70%以上；如此高端的要求，还真是一个挑战；可是，俺们的老板居然听说湖北某家公司做到了，而且采用的是聚合物电解质，而且还能循环1000次以上；我更纳闷了，国内聚合物电解液好像很少有成功的案例，莫非这家很牛的公司直接从日本进口电解液？

即使是日本进口电解液，其工艺条件有那么先进么？

无数的疑问无法得到证实。暂且不管别人如何如何，自己慢慢想办法最要紧。于是，查阅了很多文献资料，根据关键材料的特性，做下如下的动作：

1、设计优化；

2、电解液溶剂体系大换血；

3、电解液添加剂更新。

动作大，改善也还可以：

1、-40度0.5C放电容量保持率达到85%以上，抛开线长的影响因素，应该可以接近90%；

2、55度循环500次，容量保持率80%以上。

如上结果，电池面密度为4.0×10^-4g/mm^2，容量为12Ah。面密度很高了，别想歪了。