鋰離子電池的發(fā)展是對(duì)立的

在鋰離子電池的發(fā)展過(guò)程中，雙方的沖突一直相伴而生。沒(méi)有一方，另一方就不可能存在。在鋰離子電池領(lǐng)域，也存在著許多零和對(duì)立的情況，我們不禁對(duì)在兩者之間做出艱難選擇所涉及的悖論感到驚訝。

聚合物鋰離子電池

1.電池的能量密度與電池性能之間的對(duì)立

容量是電池的首要性能，能量密度是幾乎所有電池設(shè)計(jì)中首先考慮的因素。當(dāng)設(shè)計(jì)的能量密度增大時(shí)，電池必須選擇較薄的薄膜，材料還要在極限壓實(shí)和表面密度下使用。一方面，這樣的限制設(shè)計(jì)會(huì)新增電池吸收和滾動(dòng)的難度，從而影響電池的循環(huán)性能;另一方面，鋁塑膜越薄，材料的能量密度越高，安全性能越差。

2.鋰離子電池的注液量與加工性能相反

提高注液量對(duì)單細(xì)胞的性能是有利的，也是無(wú)害的。然而,當(dāng)液體噴射量大,處理單元的性能將明顯下降,和困難等問(wèn)題真空吸附液體注射后,細(xì)胞的爆炸壓力在冷熱壓和夾具烘焙,甚至沒(méi)有密封軟細(xì)胞脫氣后會(huì)跟進(jìn)。

3.生產(chǎn)效率和產(chǎn)品產(chǎn)量

關(guān)于生產(chǎn)，目標(biāo)是新增產(chǎn)量或效率。更高的效率意味著生產(chǎn)過(guò)程中更短的工藝周期和更短的加工時(shí)間，這往往會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品性能的下降。有趣的是，生產(chǎn)中遇到的許多質(zhì)量問(wèn)題都可以通過(guò)降低生產(chǎn)效率，新增加工時(shí)間的方法來(lái)改善。如遇到涂層開(kāi)裂的過(guò)程中可以同時(shí)穿過(guò)降低溫度和速度提高,半自動(dòng)繞組變形可以很容易地通過(guò)卷繞速度慢,速度快繞組改善第一,到效果不佳時(shí)形成的SEI膜可以提高通過(guò)減少收費(fèi)比率,夾在烘焙電池延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間和電池在擴(kuò)展常溫下時(shí)間來(lái)改善之前,等等。

鋰離子電池的負(fù)極克容量與膨脹相反

硅基材料是未來(lái)陰極材料的一種選擇。但與此同時(shí)，充放電過(guò)程中的過(guò)度膨脹是其無(wú)法推廣的重要限制。當(dāng)石墨與鋰嵌在一起時(shí)，鋰離子嵌在石墨層的中間。它的狀態(tài)類(lèi)似于兩層棉被和一些小玻璃球。變形一定要小，鋰容量不能太高。

5.鋰離子電池正能量與安全性

能量越高，物質(zhì)越不安全。當(dāng)材料的能量較高時(shí)，意味著充電后的脫附量較大，結(jié)構(gòu)變化較大，因此更不穩(wěn)定。例如，酸鉆組充滿(mǎn)電后，會(huì)有更多的4價(jià)鉆，這新增了正極的氧化，co02-1(鈷酸?)作為鈷酸鍵的骨架。該結(jié)構(gòu)被破壞，使陰極材料更容易分解，因此不安全。但是，當(dāng)材料的能量較低時(shí)，充電后化學(xué)鍵損失較少，這樣可以更好地保護(hù)材料本身的結(jié)構(gòu)，提高安全性。當(dāng)磷酸鐵鍵被完全荷電時(shí)，磷酸基作為骨架結(jié)構(gòu)，占整個(gè)分子的很大比例，不會(huì)被破壞，分子結(jié)構(gòu)也不會(huì)被破壞，因此其安全性自然更高。正如負(fù)gramplay與膨脹的表觀相關(guān)關(guān)系由材料結(jié)構(gòu)決定，正gramplay與安全的表觀負(fù)相關(guān)關(guān)系由材料結(jié)構(gòu)決定。

電池材料、設(shè)計(jì)、制造工藝等是一個(gè)統(tǒng)一的整體，相互聯(lián)系，衍生出最基本的理論基礎(chǔ)。在電池的設(shè)計(jì)中，不可防止地要注意其中一個(gè)而忽略另一個(gè)。矛盾的雙方絕對(duì)不可能同時(shí)達(dá)到最優(yōu)。最好是找到最優(yōu)平衡點(diǎn)，或者選擇他們更關(guān)注的方向作為首選參考方向。