電池低容怎麽回事？

TIME: 2019-07-19 锂電池百科

電池容量是電池的第一属性，電池低容也是样品、量产中经常遇到的问题。首先要确认分容工艺是否设置错误（比如放电电流是不是设置大了、充电时间是不是设置短了）；如果分容工步设置无问题，就需要更换测试点之后对电芯进行重新分容。当然对于量产乃至样品而言，分容柜误差造成的批量低容的概率很低，一般情况下都是电芯真的有问题了。若复测之后依旧低容，那就可以确认低容问题真的存在了（同时在复测的时候最好留一个心眼：满充3pcs复测电芯，以备后用）。

确认了電池低容存在之后，需要进一步确认低容发生的频度和严重度，从整体上掌握低容的实际情况。样品往往就是一批，不多说；但量产型号则存在“该型号一直低容”及“该型号偶发低容”这两种情况。对于前者，分析要以设计、选材角度及量产长期遇到的顽固问题作为切入点和优先考虑方向（例如是不是这个材料匹配是不曾验证过的？是不是最近产线经常出现同一个会引起低容的异常但一直拖拖拉拉未曾解决）；对于后者，则需要从产线操作及工艺变更来作为优先考虑对象（例如是不是这一批负极压死了？是不是产线为了产量缩短了老化时间？是不是工艺较之前进行了改变而这一改变有引发低容的风险）。频度确认了之后，还要确认一下相对不太重要的严重度，也就是低容电芯的比例以及容量低于要求值的比例。确认严重度更大程度上是为了可能的放宽容量规格及判定缺货数量提供依据，而对于问题本身的分析，意义没有确认频度一样重要，不过依旧必不可少。

整體上把握了低容實際情況之後，就要開始分析了。在系統的分析之前，可以先將之前複測滿充的低容電芯拆開看一下界面，若無問題，則很可能是正極塗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的問題。

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爲低容A組及低容B組，容量合格電芯隨機分兩組爲合格A組及合格B組。而後將兩個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後再0.2C放電至2.5V；當然對象是鑽酸锂和三元+石墨負極）；而後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），而後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範圍，則基本可以判斷低容爲正極塗布偏輕所致。對于烘烤後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锂源會使正極損失一點重量，但總不可逆锂源的重量僅占正極锂源的5%左右、占正極片重量的0.5%以下，即使再加上由析锂所造成的不可逆锂源，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幹，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，烘烤正極後稱量極片重量與卷繞前極片實際重的1%；電解液在烘烤過程中不可能完全被烤幹，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，烘烤正極後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麽東西會更有助于電解液的烤幹，其細節及原理文武不懂，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，原因爲負極化成時會增加很多的重量，但可以通過實驗給出化成後負極增重比例進而反推負極片重量、判斷低容是否爲負極過量不足引起。
如果正極偏輕不是低容的原因的話就要靠對低容B組及合格B組的分析了。B組電芯需要滿充，而後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，最後一般會得到類似于低容程度高的電芯其界面異常更爲嚴重的結論。

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