鋰離子電池生產(chǎn)中各種問題匯編

鋰離子電池生產(chǎn)中各種問題匯編（一）1、電池中的對立面-（能量密度與電芯性能，注液量與加工性能，生產(chǎn)效率與產(chǎn)品良率，

負(fù)極克容量與膨脹，

正極能量與安全）2、低容的思路分析3、淺談六西格瑪設(shè)計(jì)4、影響鋰離子電池循環(huán)性能的幾個(gè)因素

5、設(shè)計(jì)中制定公差的注意事項(xiàng)6、低容的制程分析7、涂布關(guān)鍵技術(shù)-水系負(fù)極縮孔8、電解液缺失對電芯性能的影響9、漿料勻漿生產(chǎn)工藝在中國的現(xiàn)狀10、羧甲基纖維素鈉的理解11、涂布中的各類問題12、鋰電電解液的價(jià)格13、鋰電負(fù)極-AGP-814、自放電原因解析15、陶瓷涂覆隔膜

16、鋰電中三原色之黃色17、草酸在油系負(fù)極中的應(yīng)用18、鋰電工藝-預(yù)化成19、鋰電材料-銅箔20、鋰電設(shè)計(jì)-陰陽論21、關(guān)于正負(fù)極配比問題22、怎么樣檢測隔膜

23、鋰電材料-導(dǎo)電劑篇24、鋰電材料-終止膠帶25、電動(dòng)自行車用鋰電池成本-鐵鋰26、鋰電隔膜-國外27、如何回避使用日系材料28、鋰電正極-錳酸鋰29、動(dòng)力電池-國外方案30、低溫電池零下40度放電解決方案1、電池中的對立面對立的雙方相伴相生，失去一方則另一方也就沒有了存在的可能。在電池當(dāng)中，也有很多類似于零和游戲的對立雙方，讓我們在顧此失彼的困難抉擇中也不禁贊嘆矛盾的美妙。.能量密度與電芯性能。容量是電池的第一屬性，而能量密度則是幾乎所有電池在設(shè)計(jì)時(shí)所必須考慮的首要問題。當(dāng)設(shè)計(jì)的能量密度提高時(shí)，電芯則不得不選擇更薄的隔膜、材料也需要使用在極限壓實(shí)和面密度下。一方面，如此極限的設(shè)計(jì)會(huì)讓電芯的吸液更加困難，從而影響電芯的循環(huán)性能；另一方面更薄的隔膜鋁塑膜、更高能量密度的材料也意味著更差的安全性能。能量密度與電芯性能，可以說是任何一家單位在設(shè)計(jì)電池時(shí)都不得不遇到的問題；一家單位往往是當(dāng)其能量密度有較大優(yōu)勢時(shí)，電芯的循環(huán)安全性能就有可能存在一定隱患；當(dāng)其循環(huán)安全性能做到百分百無誤時(shí)，能量密度又往往較低而使產(chǎn)品缺乏很強(qiáng)的競爭力。文武畢竟是做技術(shù)出身(文武一直認(rèn)為，入行后所從事的工作類型對其未來看待問題的角度有極大的影響；例如之前單位一個(gè)BOSS是做電子的出身，那他在遇到問題時(shí)永遠(yuǎn)想的都是“這不是電子的問題，是電芯的問題，電芯必須想盡一切辦法提高”，而不可能想著電芯如何難做，即便未來讓他去管理電芯事業(yè)部；之前單位老板業(yè)務(wù)出身，從他眼里永遠(yuǎn)看不到技術(shù)部的進(jìn)步，市場部拉來訂單就會(huì)給提成，而技術(shù)部做出來了新東西他覺得很正常；當(dāng)然文武就個(gè)人能力而言無資格批評這兩個(gè)BOSS，并且文武也不是在批評，只是為了說明“出身”對人思考問題切入點(diǎn)的影響)，電池這個(gè)行業(yè)，沒有技術(shù)絕對不行，做低端的入門門檻太低人人都能做，人人都能做的結(jié)果就是大家互相壓價(jià)，最后經(jīng)常是誰寧可賺的最少甚至是誰寧可賠錢誰拿單；但是當(dāng)技術(shù)優(yōu)勢建立起來后，競爭對手少了，也就自然有了定價(jià)權(quán)。一個(gè)單位可能囿于目前的市場而“無需”開發(fā)出技術(shù)含量很高的東西，但是技術(shù)部要有預(yù)研發(fā)的心態(tài)，確定自身技術(shù)特點(diǎn)（能量密度型？安全型？倍率型？），緊跟最前沿客戶要求，對產(chǎn)品進(jìn)行一些事先的預(yù)研，而后將其作為技術(shù)儲(chǔ)備，當(dāng)市場部拉到大客戶樣品單時(shí)，可以短時(shí)間完成設(shè)計(jì)和送樣，從而占據(jù)先機(jī)（說著說著似乎天馬行空了）。對未來的電池發(fā)展而言，安全性能更是突出問題，終結(jié)者3中阿諾將其體內(nèi)的氫電池丟在路邊從而引起巨大爆炸的場景讓人難忘。只要是具有能量的東西，則不可能絕對安全；當(dāng)我們手中可拿握之物的能量也在我們一只手所能掌控時(shí)，那問題尚且不大；但未來若是人人手中之物都有炸平房屋的能量，那安全隱患就可想而知了。.注液量與加工性能。單對電芯性能而言，提高注液量有益無害；但當(dāng)注液量較多時(shí)，電芯的加工性能會(huì)明顯下降，注液后真空吸附困難、熱冷壓和夾具baking時(shí)電芯壓爆、除氣后軟電芯甚至不封口等問題都會(huì)接踵而至。嚴(yán)格上來講，工藝中的注液量一定不可讓電芯在加工時(shí)出現(xiàn)由注液量過大而引起的批量異常，否則注液量就有問題需要減少（若減少后帶來的結(jié)果是保液量的下降及循環(huán)NG，那就說明要更換材料了）；當(dāng)然在確認(rèn)注液量有問題之前，從工序角度優(yōu)化也必不可少，例如吸附困難時(shí)可不可以加大吸附箱容量從而提高效率、壓爆時(shí)可不可以調(diào)低夾板下壓速度從而減少壓爆比例等，當(dāng)工序優(yōu)化已到極限或者已到自身短期無法再進(jìn)一步優(yōu)化的時(shí)候，那就降低注液量吧。當(dāng)魚和熊掌不可兼得時(shí)，最高領(lǐng)導(dǎo)拍板說要哪個(gè)，那就要哪個(gè)好了。.生產(chǎn)效率與產(chǎn)品良率。對生產(chǎn)而言，提高產(chǎn)量或者說提高效率是其骨子里所追尋的目標(biāo)，更高的效率就意味著生產(chǎn)過程中更短的制程周期和更短的用于加工的時(shí)間，而后者往往會(huì)造成產(chǎn)品性能的降低。說來有趣，生產(chǎn)遇到的很多質(zhì)量問題、都可以通過類似于“降低生產(chǎn)效率、增加加工時(shí)間”的方法來改善；例如涂布過程中遇到開裂可通過同時(shí)降低溫度和走速來改善、半自動(dòng)卷繞易變形可以通過卷繞速度先慢后快的變速卷繞來改善、化成時(shí)形成SEI膜效果不佳可通過減少充電倍率來改善、夾具baking后電芯發(fā)軟可通過延長baking時(shí)間和電芯下夾前延長常溫?cái)R置時(shí)間來改善等等。從統(tǒng)計(jì)上來講，“時(shí)間”在這里往往充當(dāng)著“穩(wěn)定因子”的作用；從感性上來講，如果一個(gè)改善既可以在提高良率的同時(shí)提高效率，那之前所用的方法又是不是太沒水平了呢？當(dāng)效率與良率產(chǎn)生矛盾時(shí)，優(yōu)先保證的一定是良率，但同時(shí)也要理解產(chǎn)線為了達(dá)到良率所損失的效率，人員的增加、設(shè)備的增補(bǔ)、產(chǎn)量的減少等，只有想人所想，你的改善方案才會(huì)被人所接受。.負(fù)極克容量與膨脹。硅基材料是未來負(fù)極材料的一個(gè)選擇方向，其超高的嵌鋰容量為最大的優(yōu)勢；但同時(shí)充放電過程中膨脹太大也是其未能推廣的一個(gè)重要限制。石墨在嵌鋰時(shí)，鋰離子嵌入石墨層中間，其狀態(tài)類似于兩層棉被之間放了幾個(gè)小玻璃球，形變必然小的同時(shí)嵌鋰容量也不會(huì)太高。而鋰與硅反應(yīng)時(shí)，鋰直接插入到硅硅原子之間，類似于在滿滿鋪平一地的玻璃球中間再插入更多的玻璃球，雖然可嵌入的鋰更多，但同時(shí)占用的體積也必然更大。表面上看似相關(guān)的“插鋰容量高低”與“插鋰后形變大小”，實(shí)際上都是由插鋰的機(jī)理決定的。也就是說，當(dāng)一個(gè)材料擁有更大的容量時(shí)，其充放電形變往往也容易更大，其推廣也就必然受限。當(dāng)然，優(yōu)秀的材料是一定可以研究出來的，材料的膨脹也可以通過包覆或納米處理等的方式來改善，并且也并不存在容量高形變一定大的必然結(jié)果（與其說是“結(jié)果”，倒不如說這是一個(gè)趨勢），隨著科技的進(jìn)步，對新材料的開發(fā)會(huì)越來越重要（貌似中國發(fā)動(dòng)機(jī)NG的一個(gè)主要原因就是材料不過關(guān)），文武這方面實(shí)力受學(xué)歷所困外加當(dāng)時(shí)此科選修開卷考試時(shí)竟然連書都沒弄到，只能靜待好的結(jié)果啦。.正極能量與安全。之前一位師兄曾對文武說過，材料能量越高也就會(huì)越不安全。當(dāng)一個(gè)材料能量較高時(shí)，也就意味著其在充電后的脫鋰量更大、同時(shí)結(jié)構(gòu)變化也更大，因此也就更不穩(wěn)定；例如鈷酸鋰滿充后會(huì)有較多的4價(jià)鈷存在從而增加了正極的氧化性、作為鈷酸鋰骨架的CoO2-1(鈷酸根？)的結(jié)構(gòu)受到了破壞、從而使正極材料更易分解進(jìn)而降低了安全性。但當(dāng)一個(gè)材料能量較低時(shí)，充電后也就失去了較少的鋰，材料本身的結(jié)構(gòu)得以更好的保留，安全性也就會(huì)因此提高；磷酸鐵鋰滿充后，作為骨架結(jié)構(gòu)、占整個(gè)分子比重很大的磷酸根并沒有被破壞，分子結(jié)構(gòu)沒有被破壞，其安全性自然也就較高。與負(fù)極克發(fā)揮與膨脹看似相關(guān)實(shí)則都由材料結(jié)構(gòu)決定一樣，正極克發(fā)揮與安全看似負(fù)相關(guān)實(shí)則也都由材料自身結(jié)構(gòu)所決定。.電池的材料、設(shè)計(jì)、制程等，共為一個(gè)統(tǒng)一的整體，相互之間關(guān)聯(lián)無窮且又都源自于最根本的幾個(gè)理論基礎(chǔ)。在電芯的設(shè)計(jì)中，難免會(huì)有顧此失彼的時(shí)候，讓矛盾中的雙方同時(shí)達(dá)到最佳點(diǎn)是絕對不可能的，找到其最佳的平衡點(diǎn)或選擇自己更為關(guān)注的方向作為優(yōu)先參考方位方為最佳之舉。2、低容的分析——思路

容量是電池的第一屬性，低容也是樣品、量產(chǎn)中經(jīng)常遇到的問題。本文無法讓你在遇到低容問題后一定可以立刻分析出原因，但是會(huì)給大家一個(gè)基本的思路。聽到有電芯低容，第一個(gè)反應(yīng)應(yīng)該是確認(rèn)低容問題是否屬實(shí)。簡單來說，先是要確認(rèn)分容工藝是否設(shè)置錯(cuò)誤（比如放電電流是不是設(shè)置大了、充電時(shí)間是不是設(shè)置短了）；如果分容工步設(shè)置無問題，就需要更換測試點(diǎn)之后對電芯進(jìn)行重新分容，同時(shí)心里默念著“二次分容后一定不要再低容了”。當(dāng)然對于量產(chǎn)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(fù)測之后依舊低容，那就可以確認(rèn)低容問題真的存在了（同時(shí)在復(fù)測的時(shí)候最好留一個(gè)心眼：滿充3pcs復(fù)測電芯，以備后用）。

確認(rèn)了低容存在之后，需要進(jìn)一步確認(rèn)低容發(fā)生的頻度和嚴(yán)重度，從整體上掌握低容的實(shí)際情況。樣品往往就是一批，不多說；但量產(chǎn)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(shè)計(jì)、選材角度及量產(chǎn)長期遇到的頑固問題作為切入點(diǎn)和優(yōu)先考慮方向（例如是不是這個(gè)材料匹配是不曾驗(yàn)證過的？是不是最近產(chǎn)線經(jīng)常出現(xiàn)同一個(gè)會(huì)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(chǎn)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(fù)極壓死了？是不是產(chǎn)線為了產(chǎn)量縮短了老化時(shí)間？是不是工藝較之前進(jìn)行了改變而這一改變有引發(fā)低容的風(fēng)險(xiǎn)）。頻度確認(rèn)了之后，還要確認(rèn)一下相對不太重要的嚴(yán)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(rèn)嚴(yán)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(shù)量提供依據(jù)，而對于問題本身的分析，意義沒有確認(rèn)頻度一樣重要，不過依舊必不可少。

整體上把握了低容實(shí)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(yīng)該可以大體斷定低容的實(shí)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(gè)電芯照片無法充分向上級和同事說明問題（即使你的結(jié)論是正確的）。因此則需要更為系統(tǒng)一些的方法。在系統(tǒng)的分析之前，可以先將之前復(fù)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(shè)計(jì)余量不足的原因；若界面有問題，則可能是制程中或設(shè)計(jì)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(jī)分兩組為低容A組及低容B組，容量合格電芯隨機(jī)分兩組為合格A組及合格B組。而后將兩個(gè)A組電芯放電至靜止電壓3.0V左右（文武習(xí)慣于0.5C放電至3.0V后再0.2C放電至2.5V；當(dāng)然對象是HYPERLINK鈷酸鋰和三元+石墨負(fù)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(shù)文武沒有DOE驗(yàn)證過，不過可以確定給出的參數(shù)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(diǎn)需要補(bǔ)充：一是雖然正極的首次不可逆鋰源會(huì)使正極損失一點(diǎn)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(huì)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(shí)際殘留部分的重量相對極片重量而言也很有限?？傮w來說，烘烤正極后稱量極片重量與卷繞前極片實(shí)際重量相比，誤差不會(huì)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(huì)更有助于電解液的烤干，其細(xì)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(fù)極，原因?yàn)樨?fù)極化成時(shí)會(huì)增加很多的重量，但可以通過實(shí)驗(yàn)給出化成后負(fù)極增重比例進(jìn)而反推負(fù)極片重量、判斷低容是否為負(fù)極過量不足引起；但文武沒有做過類似實(shí)驗(yàn)，有興趣的朋友可以自己測試一下。

若確認(rèn)了正極偏輕為低容的原因的話則是萬幸，但實(shí)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(fù)極界面差異。低放電容量低等價(jià)于低充電容量等價(jià)于負(fù)極滿充界面會(huì)有異常。其實(shí)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(huì)有類似的異常，只是程度不同而已。記錄電芯界面情況時(shí)，也需要同時(shí)記錄對應(yīng)電芯實(shí)際容量，最后一般會(huì)得到類似于低容程度高的電芯其界面異常更為嚴(yán)重的結(jié)論。

由于本文已逾千字，故主體部分內(nèi)容到此為止。大家可能更感興趣的“低容常見原因”，文武會(huì)在一周內(nèi)發(fā)出，而后將網(wǎng)址鏈接發(fā)于本帖的最后?！罢w把握低容的情況”以及“對比低容與合格電芯的正極片重量及負(fù)極界面”是分析的必要切入點(diǎn)，確認(rèn)這兩個(gè)問題對未來最終判斷低容的原因有方向性的指導(dǎo)作用，可以事半功倍，對于經(jīng)驗(yàn)相對少的朋友更是如此。3、六西格瑪設(shè)計(jì)六西格瑪設(shè)計(jì)的內(nèi)容博大精深，文武對其的理解也僅限于皮毛，更不用談舉重若輕的將其分享給大家。不過，再難的東西，也要啃一啃，啃的過程，也就是學(xué)習(xí)的過程。文武很多時(shí)候，也是自己一邊寫、一邊學(xué)。六西格瑪最初是摩托羅拉為了提高其產(chǎn)品質(zhì)量而開發(fā)出的一種質(zhì)量管理手段。憑借于此，摩托羅拉得以在與日本電子同行的競爭中立于不敗。六西格瑪?shù)某踔允翘岣弋a(chǎn)品的質(zhì)量，但隨著其發(fā)展，更多的應(yīng)用慢慢被人們發(fā)現(xiàn)：如何降低成本、如何提高效率、如何對供應(yīng)商進(jìn)行分析?？梢哉f，制造業(yè)的方方面面，都與六西格瑪有著或多或少的聯(lián)系。

除了以上所說的各種六西格瑪應(yīng)用之外，一種更“本初”的六西格瑪應(yīng)用往往被人所忽視，那就是六西格瑪設(shè)計(jì)。按道理來講，“六西格瑪設(shè)計(jì)”的實(shí)施應(yīng)該早于“六西格瑪改善”才對，因?yàn)橐粋€(gè)產(chǎn)品最先出來的一定是設(shè)計(jì)，而后才是改善生產(chǎn)中遇到的問題。但實(shí)際上，人們做事情更習(xí)慣于“遇到問題再去解決”和“先解決眼前問題”，因而即使六西格瑪?shù)南闰?qū)們也沒有第一時(shí)間實(shí)施六西格瑪設(shè)計(jì)。而是先使用六西格瑪對生產(chǎn)進(jìn)行改善，改善到瓶頸、發(fā)現(xiàn)再往后無論如何也沒法再一步提高時(shí)，才意識到必須從設(shè)計(jì)上對產(chǎn)品進(jìn)行改善，這樣才能最終達(dá)到制造業(yè)的終極目標(biāo)：零缺陷。。先舉一個(gè)最簡單的六西格瑪設(shè)計(jì)的例子：如果客戶需要的電芯容量為2000mAh，則為了達(dá)到分容的零缺陷（等價(jià)于分容制程能力為六西格瑪，等價(jià)于分容不良率3.4ppm），設(shè)計(jì)容量應(yīng)該是多少？

我們最先想到的是經(jīng)常使用的多出個(gè)4%左右的容量余量，憑借經(jīng)驗(yàn)我們可以大約預(yù)估給出的容量余量下、產(chǎn)品分容的良率大約會(huì)有多少。但對于六西格瑪設(shè)計(jì)而言，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。假使我們找到了另外一款容量為2000mAh電芯的容量分布的歷史數(shù)據(jù)，并算出了其分布的西格瑪值為30mAh，則為了達(dá)到分容的零缺陷，需要將設(shè)計(jì)的容量提高到2000+30*6=2180mAh，這時(shí)分容不良率便可以控制在六西格瑪水平——3.4ppm不良率的程度。當(dāng)然了，這一要求對于我們電池行業(yè)幾乎是不可能達(dá)到的，所以我們設(shè)計(jì)時(shí)的余量也就往往沒法達(dá)到六倍的西格瑪值。不過不論怎么說，這都是六西格瑪設(shè)計(jì)的最簡單的一個(gè)例子。其最早的發(fā)現(xiàn)者為一名來自于摩托羅拉的叫做比爾·史密斯的工程師，他在摩托羅拉推行六西格瑪時(shí)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的結(jié)論：需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)半個(gè)公差限范圍內(nèi)包含六倍標(biāo)準(zhǔn)差，才能從源頭上確保產(chǎn)品不會(huì)產(chǎn)生缺陷。史密斯也正因?yàn)樵摋l發(fā)現(xiàn)，而被人們尊稱為“六西格瑪之父”。

最簡單的例子講完了，那就談?wù)劸唧w的六西格瑪設(shè)計(jì)吧，總體來說，其包含三部分：系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)、容差設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)為與我們專業(yè)息息相關(guān)的設(shè)計(jì)，例如正極使用什么材料、隔膜使用那種材質(zhì)的等。一般而言，系統(tǒng)設(shè)計(jì)更多的是純技術(shù)部或者研發(fā)部的工作，不同行業(yè)之間想要涉足，難度太大；可以說行業(yè)間的差異有多大、其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的差異就有多大。此并非本文討論的重點(diǎn)。。參數(shù)設(shè)計(jì)比較容易理解，其目的就是優(yōu)化生產(chǎn)過程中的各個(gè)參數(shù)。比較典型的例子就是封裝參數(shù)，從感性上我們知道，使用溫度、壓力、時(shí)間三個(gè)參數(shù)來控制一個(gè)封印厚度在工藝范圍之內(nèi)，這樣的事情應(yīng)該說是太簡單了：固定溫度、壓力不變，只改變時(shí)間，就可以做到讓封印厚度大范圍的變化（溫度低于PP熔點(diǎn)等的鉆牛角尖的問題無視）。但從六西格瑪角度而言，單單讓封印厚度在工藝范圍之內(nèi)是不夠的，關(guān)鍵是要“穩(wěn)定的處于工藝范圍之內(nèi)”。這也就是參數(shù)設(shè)計(jì)中相對深入一些的內(nèi)容：穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)。

一個(gè)例子可以讓我們很容易的理解穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)：正極配料中想加入CNT，加入CNT后的效果好壞用電芯的內(nèi)阻作為評判：經(jīng)過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，電芯內(nèi)阻的變化規(guī)律與CNT加入量并非為直線關(guān)系，而是在CNT很少的時(shí)候、電芯內(nèi)阻隨CNT用量變化很大，我們記這個(gè)階段下CNT的用量為A；在CNT較多的時(shí)候、電芯卻幾乎不會(huì)再隨著CNT含量的增減而明顯變化，我們記這個(gè)階段下CNT的用量為B。當(dāng)我們的設(shè)計(jì)僅考慮“穩(wěn)定性”的時(shí)候，我們勢必要在B階段里考慮CNT的用量，因?yàn)檫@樣在實(shí)際配料時(shí)、即使每次加入的量有微小的差異、每批電芯的內(nèi)阻也不會(huì)有很大的差異；而若是僅設(shè)計(jì)CNT的用量為A階段，則一點(diǎn)點(diǎn)CNT實(shí)際加入量的差別，都會(huì)造成電芯內(nèi)阻的較大波動(dòng)，這可是我們不想看到的。

當(dāng)問題從一元上升到多元的時(shí)候，就會(huì)稍顯復(fù)雜。如前所述，摸索出一個(gè)讓封印厚度達(dá)標(biāo)的溫度、時(shí)間、壓力的參數(shù)組合太簡單了，可以說有無數(shù)種。但是哪一種才是最好的？這就需要使用穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)了，由于其為日本田口玄一博士所提出，故也稱為田口設(shè)計(jì)。其主旨是：找到一個(gè)參數(shù)配合，按該參數(shù)生產(chǎn)時(shí)不僅可以保證產(chǎn)品輸出變量在工藝要求之內(nèi)，也可以同時(shí)保證當(dāng)生產(chǎn)參數(shù)發(fā)生工藝內(nèi)允許的波動(dòng)時(shí)、輸出變量的波動(dòng)依舊很小。換言之，假使190℃、5S、0.4Mpa和185℃、6S、0.3Mpa這兩個(gè)參數(shù)封出的鋁塑膜封印厚度都在工藝要求中限，但是前者在溫度波動(dòng)±5℃或時(shí)間波動(dòng)±1S或壓力波動(dòng)±0.4Mpa后，其封印厚度便遠(yuǎn)遠(yuǎn)地偏離了設(shè)計(jì)中限；而第二組參數(shù)進(jìn)行如上波動(dòng)后，封印厚度依舊在工藝范圍之內(nèi)，則此時(shí)第二組參數(shù)是“穩(wěn)健的”。

之前曾有同事說過：好的工程師，應(yīng)該可以使用差的設(shè)備、卻依舊做出好的產(chǎn)品。但從穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)這一角度來講，這句話是正確的。但問題是這個(gè)同事說此話的時(shí)候是否真的理解穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)，以及對手的能動(dòng)性為何：對手是傻子不知道穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)嗎？如果對手也知道，那依舊是誰的設(shè)備好誰牛逼。當(dāng)然對于中國制造目前的水平而言，完全掌握穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)并擁有執(zhí)行其的能力和意志，還是可以技壓群雄的。容差設(shè)計(jì)也是我們經(jīng)常會(huì)遇到的問題，涉及到“余量”的設(shè)計(jì)往往就是容差設(shè)計(jì)。最簡單的容差設(shè)計(jì)例子文武已經(jīng)說過了：開頭所講的容量余量的給定。雖然可以確定的說我們?nèi)粘９ぷ髦泻茈y真正使用到容差設(shè)計(jì)、而經(jīng)常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或者直接拍腦袋，但是對其有一些初步的了解還是有助于我們對問題的理解和解決的。

舉一個(gè)稍難一些的容差設(shè)計(jì)的實(shí)例：極耳邊距。假設(shè)我們的卷繞結(jié)構(gòu)中、極耳邊距由兩個(gè)參數(shù)決定：極耳點(diǎn)焊時(shí)極耳距極片頭部的距離、卷繞插片時(shí)極片插不到位的尺寸。這兩個(gè)參數(shù)決定著卷繞后的極耳邊距。假設(shè)客戶對極耳邊距的要求為±0.7mm并需要制程能力達(dá)到六西格瑪水平，那么極耳點(diǎn)焊距離的公差和插片插不到位的允許的公差應(yīng)該設(shè)計(jì)到多少才合理呢？這個(gè)就是容差設(shè)計(jì)。其具體的計(jì)算及minitab上的操作顯得較難，其大體算法是求出整個(gè)過程中所有西格瑪值的平方和、之后再開方作為整體的標(biāo)準(zhǔn)差，然后看邊距的極差中一共容得下幾倍的整體標(biāo)準(zhǔn)差，然后再換算成制程能力，若得出最終邊距制程能力為六西格瑪則說明極耳點(diǎn)焊距離及插片位置的制程能力合格，若邊距制程能力小于六西格瑪則說明需要提高極耳點(diǎn)焊和卷繞插片的制程能力。

另外一個(gè)困惱很多人的問題是CPP外露，其受點(diǎn)焊CPP與極片距離、CPP實(shí)際高度、裁盒頂封寬度、卷繞插片位置、入盒后卷芯相對于盒子的位置等諸多因素的影響，最后判斷前面各個(gè)工序的制程能力可否保證最終CPP外露的制程能力有多少的方法就是將前面各個(gè)工序的方差疊加在一起后再開放算出整體標(biāo)準(zhǔn)差、而后對比CPP外露尺寸所允許的容差是整體標(biāo)準(zhǔn)差的幾倍，從而算得CPP外露的制程能力。一些人想當(dāng)然的算法：將前面所有工序都按最極端的情況計(jì)算（例如CPP長度按工藝允許最長算、CPP點(diǎn)焊距離按最大算、頂封裁切寬度按最小算、卷繞插片按極片最偏上算、卷芯入盒后按最往前頂算），之后必然得出CPP外露一定超長的結(jié)論，從而說：前面的公差給的都不合理。這本身是不了解六西格瑪設(shè)計(jì)所導(dǎo)致的歧途，因?yàn)檫@些最極端的情況同時(shí)發(fā)生時(shí)，概率為0，或者說不可能發(fā)生，那評論其影響又有何意義呢？。按目前中國中國制造業(yè)的水平來說，能實(shí)施六西格瑪設(shè)計(jì)的單位不多，一是因?yàn)樵撝R本身就屬于六西格瑪當(dāng)中稍難一些的，二是如若制程能力就是達(dá)不到需求且產(chǎn)品也沒有那么多余量給我們、則不可能實(shí)際執(zhí)行六西格瑪設(shè)計(jì)。再者，一些與容差設(shè)計(jì)相關(guān)的東西，是可以通過“夾具”一類的東西在最后階段進(jìn)行規(guī)整的，例如假設(shè)卷繞后電芯極耳中心距為±1.5mm，但是做了硬封后就會(huì)變小至±1.0mm，因?yàn)橛卜庥袚跄z塊對極耳中心距進(jìn)行調(diào)整。就日常工作而言，雖然我們真的很難使用到“六”西格瑪設(shè)計(jì)，但是是否可以使用“三”西格瑪設(shè)計(jì)呢？是否可以對自己單位的制程能力有一個(gè)詳細(xì)的了解、而后盡量讓自己的設(shè)計(jì)與產(chǎn)線貼切呢？學(xué)習(xí)和實(shí)踐是沒有止境的，除非這個(gè)人的心已經(jīng)死了。4、影響鋰離子電池循環(huán)性能的幾個(gè)因素

循環(huán)性能對鋰離子電池的重要程度無需贅言；另外就宏觀來講，更長的循環(huán)壽命意味著更少的資源消耗。因而，影響鋰離子電池循環(huán)性能的因素，是每一個(gè)與鋰電行業(yè)相關(guān)的人員都不得不考慮的問題。以下文武列舉幾個(gè)可能影響到電池循環(huán)性能因素，供大家參考。

材料種類：材料的選擇是影響鋰離子電池性能的第一要素。選擇了循環(huán)性能較差的材料，工藝再合理、制成再完善，電芯的循環(huán)也必然無法保證；選擇了較好的材料，即使后續(xù)制成有些許問題，循環(huán)性能也可能不會(huì)差的過于離譜（一次鈷酸鋰克發(fā)揮僅為135.5mAh/g左右且析鋰的電芯，1C雖然百余次跳水但是0.5C、500次90%以上；一次電芯拆開后負(fù)極有黑色石墨顆粒的電芯，循環(huán)性能正常）。從材料角度來看，一個(gè)全電池的循環(huán)性能，是由正極與電解液匹配后的循環(huán)性能、負(fù)極與電解液匹配后的循環(huán)性能這兩者中，較差的一者來決定的。材料的循環(huán)性能較差，一方面可能是在循環(huán)過程中晶體結(jié)構(gòu)變化過快從而無法繼續(xù)完成嵌鋰脫鋰，一方面可能是由于活性物質(zhì)與對應(yīng)電解液無法生成致密均勻的SEI膜造成活性物質(zhì)與電解液過早發(fā)生副反應(yīng)而使電解液過快消耗進(jìn)而影響循環(huán)。在電芯設(shè)計(jì)時(shí)，若一極確認(rèn)選用循環(huán)性能較差的材料，則另一極無需選擇循環(huán)性能較好的材料，浪費(fèi)。

正負(fù)極壓實(shí)：正負(fù)極壓實(shí)過高，雖然可以提高電芯的能量密度，但是也會(huì)一定程度上降低材料的循環(huán)性能。從理論來分析，壓實(shí)越大，相當(dāng)于對材料的結(jié)構(gòu)破壞越大，而材料的結(jié)構(gòu)是保證鋰離子電池可以循環(huán)使用的基礎(chǔ)；此外，正負(fù)極壓實(shí)較高的電芯難以保證較高的保液量，而保液量是電芯完成正常循環(huán)或更多次的循環(huán)的基礎(chǔ)。

水分：過多的水分會(huì)與正負(fù)極活性物質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)、破壞其結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響循環(huán)，同時(shí)水分過多也不利于SEI膜的形成。但在痕量的水分難以除去的同時(shí)，痕量的水也可以一定程度上保證電芯的性能?？上奈鋵@個(gè)方面的切身經(jīng)驗(yàn)幾乎為零，說不出太多的東西。大家有興趣可以搜一搜論壇里面關(guān)于這個(gè)話題的資料，還是不少的。

涂布膜密度：單一變量的考慮膜密度對循環(huán)的影響幾乎是一個(gè)不可能的任務(wù)。膜密度不一致要么帶來容量的差異、要么是電芯卷繞或疊片層數(shù)的差異。對同型號同容量同材料的電芯而言，降低膜密度相當(dāng)于增加一層或多層卷繞或疊片層數(shù)，對應(yīng)增加的HYPERLINK隔膜可以吸收更多的電解液以保證循環(huán)?？紤]到更薄的膜密度可以增加電芯的倍率性能、極片及裸電芯的烘烤除水也會(huì)容易些，當(dāng)然太薄的膜密度涂布時(shí)的誤差可能更難控制，活性物質(zhì)中的大顆粒也可能會(huì)對涂布、滾壓造成負(fù)面影響，更多的層數(shù)意味著更多的箔材和隔膜，進(jìn)而意味著更高的成本和更低的能量密度。所以，評估時(shí)也需要均衡考量。

負(fù)極過量：負(fù)極過量的原因除了需要考慮首次不可逆容量的影響和涂布膜密度偏差之外，對循環(huán)性能的影響也是一個(gè)考量。對于鈷酸鋰加石墨體系而言，負(fù)極石墨成為循環(huán)過程中的“短板”一方較為常見。若負(fù)極過量不充足，電芯可能在循環(huán)前并不析鋰，但是循環(huán)幾百次后正極結(jié)構(gòu)變化甚微但是負(fù)極結(jié)構(gòu)被破壞嚴(yán)重而無法完全接收正極提供的鋰離子從而析鋰，造成容量過早下降。

電解液量：電解液量不足對循環(huán)產(chǎn)生影響主要有三個(gè)原因，一是注液量不足，二是雖然注液量充足但是老化時(shí)間不夠或者正負(fù)極由于壓實(shí)過高等原因造成的浸液不充分，三是隨著循環(huán)電芯內(nèi)部電解液被消耗完畢。注液量不足和保液量不足文武之前寫過《電解液缺失對電芯性能的影響》因而不再贅述。對第三點(diǎn)，正負(fù)極特別是負(fù)極與電解液的匹配性的微觀表現(xiàn)為致密且穩(wěn)定的SEI的形成，而右眼可見的表現(xiàn)，既為循環(huán)過程中電解液的消耗速度。不完整的SEI膜一方面無法有效阻止負(fù)極與電解液發(fā)生副反應(yīng)從而消耗電解液，一方面在SEI膜有缺陷的部位會(huì)隨著循環(huán)的進(jìn)行而重新生成SEI膜從而消耗可逆鋰源和電解液。不論是對循環(huán)成百甚至上千次的電芯還是對于幾十次既跳水的電芯，若循環(huán)前電解液充足而循環(huán)后電解液已經(jīng)消耗完畢，則增加電解液保有量很可能就可以一定程度上提高其循環(huán)性能。

測試的客觀條件：測試過程中的充放電倍率、截止電壓、充電截止電流、測試中的過充過放、測試房溫度、測試過程中的突然中斷、測試點(diǎn)與電芯的接觸內(nèi)阻等外界因素，都會(huì)或多或少影響循環(huán)性能測試結(jié)果。另外，不同的材料對上述客觀因素的敏感程度各不相同，統(tǒng)一測試標(biāo)準(zhǔn)并且了解共性及重要材料的特性應(yīng)該就足夠日常工作使用了。

總結(jié)：如同木桶原則一樣，諸多的影響電芯循環(huán)性能的因素當(dāng)中，最終的決定性因素，是諸多因素中的最短板。同時(shí)，這些影響因素之間，也都有著交互影響。在同樣的材料和制成能力下，越高的循環(huán)，往往意味著越低的能量密度，找到剛好滿足客戶需求的結(jié)合點(diǎn)，盡量保證電芯制成的一致性，方是最重要的任務(wù)所在。5、設(shè)計(jì)中制定公差的注意事項(xiàng)

只要是需要用于批量生產(chǎn)制造的工藝，就一定要標(biāo)注公差，因?yàn)樯a(chǎn)過程中任一參數(shù)都絕對不可能在重復(fù)操作中一成不變。如果說上學(xué)時(shí)候所學(xué)習(xí)的“數(shù)值包括兩部分：數(shù)據(jù)和單位”要挪用到生產(chǎn)工藝的話，那就應(yīng)該完善成“工藝中的參數(shù)包括三部分，數(shù)據(jù)、單位和公差”。涂布面密度的公差、涂布長度的公差、制片貼膠點(diǎn)焊的公差、轉(zhuǎn)序老化烘烤時(shí)間的公差等等，看似其重要度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及數(shù)據(jù)本身，但深入追究其中的學(xué)問也大有文章。公差作為判斷生產(chǎn)波動(dòng)是否屬于異常的主要標(biāo)準(zhǔn)，馬虎不得。制定公差，需要注意下面幾點(diǎn)：

公差的大小直接決定著設(shè)計(jì)余量的大小。設(shè)計(jì)中必須要有余量，以應(yīng)對制程的波動(dòng)。設(shè)計(jì)中最常見的余量為為了應(yīng)對涂布、分容等誤差而富余的容量余量，為了應(yīng)對輥壓厚度不一、轉(zhuǎn)序極片反彈和電芯表面不平整等而富余的厚度余量。應(yīng)該說，當(dāng)制程中公差較大時(shí)(此處公差較大等價(jià)于制程波動(dòng)較大)，就必須在設(shè)計(jì)時(shí)留出更多的余量，以此作為制程波動(dòng)過大的補(bǔ)償。例如，如果涂布面密度的公差要±4%，那電芯容量設(shè)計(jì)余量就不應(yīng)該低于4%，否則就會(huì)有極片重量OK的極片(假設(shè)沒有其他問題)不論怎么分容都是低容。之前曾聽說過一位研發(fā)的同事說”我們研發(fā)部不管工藝中的公差，公差是由工程部給的”，此話就大錯(cuò)特錯(cuò)了；不知道制程公差多少，何談設(shè)計(jì)時(shí)留出的余量，不曉得余量給多少合適，何談做設(shè)計(jì)？制程中實(shí)則也有類似于設(shè)計(jì)&公差的問題：之前工序曾評估過，夾具baking后電芯放置在冷卻房1h后，即可完成降溫，并將1h作為冷卻房冷卻的SOP參數(shù)；但實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)1h經(jīng)常不夠電芯的充分冷卻，究其原因，實(shí)驗(yàn)時(shí)冷卻房只有一車電芯且沒有記錄實(shí)驗(yàn)電芯型號，而實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，大電芯更難冷卻、冷卻房經(jīng)常會(huì)有兩車或者以上的電芯、冷卻房門開關(guān)的次數(shù)和關(guān)閉的程度也都是不受控的，如此多的不受控，就必然造成波動(dòng)（此處的波動(dòng)，等價(jià)于冷卻效果的波動(dòng)），而為了抹平這一波動(dòng)，則必須在SOP中增加冷卻時(shí)間才可（類似于設(shè)計(jì)中的增加設(shè)計(jì)余量）。

公差不可過分寬松于實(shí)際制程能力。當(dāng)公差的范圍明顯寬松于制程波動(dòng)時(shí)（例如涂布面密度實(shí)際可以做到±2%，但工藝要求面密度做到±4%即可），表面上看這樣CPK會(huì)更高，但其結(jié)果是不僅會(huì)造成設(shè)計(jì)時(shí)的余量必須增加進(jìn)而引發(fā)不必要的浪費(fèi)，同時(shí)會(huì)給產(chǎn)線操作工一個(gè)“既可以按工藝上限來做、又可以按工藝下限來做”的認(rèn)識誤區(qū)；例如，假使你的輥壓工藝厚度要求是100±4um，而產(chǎn)線由于制程能力較高而第一天按98±2um輥壓（按中下限做）、第二天按102±2um輥壓（按中上限做），兩天同樣都是按照工藝來做，但結(jié)果卻完全不一樣！此等工藝當(dāng)有多么失敗。做工藝的人應(yīng)該知道兩點(diǎn)：第一是你工藝中的公差不能大到給產(chǎn)線按上限做或者按下限做的機(jī)會(huì)；二是當(dāng)產(chǎn)線按工藝中線制作出現(xiàn)問題時(shí)、不能教唆產(chǎn)線去按工藝上限生產(chǎn)或者按工藝下限生產(chǎn)，此時(shí)必須直接更新文件，否則今天出了問題讓產(chǎn)線按上限做、明天好了又按中線做，后天出了問題再按下限做，豈不是玩死了生產(chǎn)？工藝中的嚴(yán)謹(jǐn)也就無從談起。之前文武一款型號，頭部雙面光箔尺寸給的是11±2mm，頭部繞貼膠紙寬度為25mm，乍一看11mm*2=22mm，繞貼膠紙寬度25mm一定夠了；但由于公差給的較大且頭部繞貼時(shí)會(huì)損耗一定的膠紙寬度，實(shí)際做出了很多頭部雙面光箔長度13mm的極片，再去貼膠就無法上敷料了；對其的更改不能是不負(fù)責(zé)任的“你們按我工藝下限裁切吧”，而應(yīng)該是直接將裁切長度從11±2mm改為11±1mm或10±1mm。當(dāng)然，當(dāng)時(shí)產(chǎn)線頭部裁切的制程是可以控制在±1mm的，如果產(chǎn)線真的按11mm作為中線來裁切，則不該有很高的比例出現(xiàn)貼膠問題。但關(guān)鍵是，如果工藝本身都不存在嚴(yán)謹(jǐn)性，身為工程師的我們又如何去要求產(chǎn)線做這做那呢？0

公差不可嚴(yán)于實(shí)際制程能力。公差嚴(yán)于制程能力的結(jié)果很簡單：很多產(chǎn)品規(guī)格都不在公差要求的范圍之內(nèi)，最終要么將不在范圍之內(nèi)的統(tǒng)統(tǒng)報(bào)廢而后提高制程能力、要么擴(kuò)大公差范圍并對不符合公差的產(chǎn)品進(jìn)行評估和放行。制程過程的波動(dòng)一定是越小越好，工藝中的公差需要與制程波動(dòng)相符，而后再以公差作為設(shè)計(jì)余量的參考。盲目減小公差，不僅無助于產(chǎn)線制程能力的提高、無助于產(chǎn)品質(zhì)量的提高，而只會(huì)讓產(chǎn)線叫苦不迭、讓出工藝的人不得不再次修訂工藝。

同一參數(shù)在不同工序給出的公差，若非測量手法有明顯變更或不同工序測量期間數(shù)值必定發(fā)生變化，否則公差不應(yīng)不同。之前曾遇到過這樣的事情：卷繞后卷芯極耳中心距為±2.5mm，但是封裝來料檢驗(yàn)卻給為±3.0mm。從感性上來講，由于測量誤差及轉(zhuǎn)序?qū)硇緲O耳位置造成了些許影響，如此規(guī)定也有一些道理。但問題時(shí)，如果你的工序特別多，如果期間要對同一參數(shù)進(jìn)行多次測量，難道每個(gè)工序每次測量都要增加一次公差范圍不成？故文武認(rèn)為，只要測量方法是一樣的，那前工序?qū)υ搮?shù)的控制如何，后工序就應(yīng)該完全一致，而不應(yīng)該有“越往后越松”的懈怠想法。在一個(gè)例子，設(shè)計(jì)出藍(lán)牙電芯后卷尺寬度也要同時(shí)給出且新卷尺要拿給機(jī)加工中心加工，如果機(jī)加工中心圖紙的卷尺寬度公差為±0.05mm的話（線割的精度實(shí)際不止于此），那工藝中使用卷尺的寬度公差也應(yīng)該為±0.05mm而不能更大，當(dāng)然若量產(chǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)卷尺寬度需要更改，那是另外一碼事，此時(shí)要改的是卷尺寬度的中值（例如將卷尺寬度從3.5±0.05mm改為3.7±0.05mm），而非放大卷尺的公差（例如現(xiàn)在卷尺工藝寬度為3.5±0.05mm但實(shí)際需要使用3.7mm寬度卷尺，不能將卷尺寬度改為3.5±0.2mm并認(rèn)為其包括3.7mm就敷衍了事）。當(dāng)然，當(dāng)兩次測試手段差異很大時(shí)，后工序給出的公差可以大于前工序；例如涂布時(shí)面密度要求沖孔重量波動(dòng)±2%，那后面稱量極片重量時(shí)給出的極片重量范圍應(yīng)該要大于沖孔的波動(dòng)值，一是不同的測量方法一定會(huì)有一些差異，二是極片在輥壓分條后，重量會(huì)有一些特定趨勢的、不容易給出解釋的變化。

公差的疊加問題相對較為復(fù)雜。很多時(shí)候，一個(gè)輸出同時(shí)由多個(gè)輸入決定，此時(shí)輸出的波動(dòng)范圍與每個(gè)輸入的波動(dòng)息息相關(guān)。但莫要輕易地認(rèn)為輸出的波動(dòng)等于各個(gè)輸入波動(dòng)的線性疊加，第一，若輸出公差簡單給成各個(gè)輸入公差之和時(shí)，則輸出公差會(huì)變得非常大從而根本無法控制和生產(chǎn)；其次，由于制程過程的數(shù)據(jù)一般是服從正態(tài)分布的，各個(gè)輸入同時(shí)取極限、造成輸出結(jié)果也是極限的可能性非常非常低。此處最合適的例子就是CPP外露尺寸，CPP外露尺寸作為輸出，一般公司的該值范圍應(yīng)該與0.2~2.0mm出入不大；對CPP外露有直接影響的因素包括：極耳點(diǎn)焊時(shí)CPP與極片距離、卷繞時(shí)插片位置、入盒后卷芯相對于盒子的位置、所用CPP的肩高、頂封裁切寬度，以上的這些輸入，每個(gè)都有至少±0.2mm的公差，加在一起，其和必然大于CPP外露所允許的波動(dòng)程度。此時(shí)，工藝中需要保證的是當(dāng)所有輸入走中線時(shí)、作為輸出的CPP外露尺寸經(jīng)過理論計(jì)算也是走中線（卷芯形狀特殊需要修正的除外），至于CPP公差為何小于各個(gè)輸入公差之和，則需要用概率來解釋：當(dāng)遇到CPP點(diǎn)焊距離走下限+卷繞插片走下限+入盒后電芯剛好靠盒子底部+CPP肩高為要求下限+頂封裁切寬度為要求上限這一系列會(huì)造成CPP外露減少的現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生時(shí)，概率到底有多少？即便是六西格瑪設(shè)計(jì)中，也不需保證設(shè)計(jì)100%合格（因?yàn)檫@是不可能的），最終只需達(dá)到6σ水平即可。但同時(shí)也要注意，雖然輸出因子的公差無必要大于等于各個(gè)輸入因子的公差和，但是也絕對不能比輸入因子的任何一個(gè)小。例如文武之前出工藝時(shí)，曾要求正負(fù)極耳點(diǎn)焊距極片頭部距離皆為±1.0mm、同時(shí)極耳中心距±1.5mm，立刻就有PE和產(chǎn)線的同事反問：兩個(gè)極耳點(diǎn)焊距離公差加一起都±2.0mm了，再加上插片尺寸差異及不同設(shè)備卷尺寬度差異，那極耳中心距±1.5mm怎么做？換句話說，前工序公差的設(shè)計(jì)必須可以保證不影響后工序的制作。6、

如果設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)或過往批次已經(jīng)確定的告訴了我們設(shè)計(jì)不會(huì)是造成低容的原因，那么制程的造成的異常就很值得懷疑了。

正極或負(fù)極涂布偏輕可直接造成電芯低容。當(dāng)正極涂布偏輕時(shí)，滿充電芯的界面不會(huì)有異常，此時(shí)需要通過文武在《思路》里面給出的烘烤測量正極片重量的方法來確定問題。負(fù)極作為鋰離子的接受體，其可提供的嵌鋰位置數(shù)量一定要大于正極提供的鋰源數(shù)量，否則多余的鋰就會(huì)在負(fù)極表面析出，從而形成薄薄的一層較均勻的析鋰。如前所述，由于負(fù)極極片重量不能直接取電芯拆出極片的烘烤重量，故一是可以另作實(shí)驗(yàn)找到負(fù)極增重比例以通過電芯拆出負(fù)極片的烘烤重量推算涂布重量，二是可以對比低容與合格電芯或析鋰電芯與不析鋰電芯負(fù)極相對重量（滿不滿充無所謂，因?yàn)閷Ρ鹊氖窍鄬Φ闹亓浚羰呛细耠娦矩?fù)極相對重量都要偏重一些且同時(shí)低容電芯負(fù)極出現(xiàn)了薄薄一層負(fù)極析鋰的情況，那負(fù)極過量不足的可能性就很大了。另外，正極或者負(fù)極涂布陰陽面也會(huì)造成低容，而其中又以負(fù)極單面涂布偏輕為主，因?yàn)檎龢O即使涂布重了，雖然克發(fā)揮會(huì)降低，但總的容量不會(huì)降低反而甚至可能升高。判斷陰陽面就很簡單了，一面界面OK一面析鋰基本可以斷定為陰陽面，如果負(fù)極工藝為錯(cuò)位涂布的話，直接對比烘烤后單雙面相對重量比值、只要得出類似于A面比B面涂布輕了6%這樣的數(shù)據(jù)就基本可以斷定問題了，當(dāng)然如果此次低容問題很嚴(yán)重，那進(jìn)一步反推A/B面的實(shí)際面密度也是有必要的。（如果負(fù)極頭尾都是對齊涂布的，那文武暫時(shí)找不到好的稱量單面重量的方法，同時(shí)也希望有經(jīng)驗(yàn)的朋友們賜教）

輥壓會(huì)破壞材料的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響容量的發(fā)揮。一個(gè)材料之所以會(huì)有諸如容量、電壓等的性能，其分子或原子結(jié)構(gòu)為根本原因。當(dāng)正極輥壓密度超工藝值（原因可能為輥壓厚度低于工藝下限，但更可能的因素是涂布重了還繼續(xù)按原輥壓工藝輥壓）時(shí)，其電芯拆開后正極片會(huì)很亮。若正極壓實(shí)太大，卷繞后正極片易斷片也會(huì)造成低容。但由于正極壓死會(huì)造成極片一折就斷、正極輥壓本身就需要很大的壓力，所以遇到正極壓死的頻率較負(fù)極壓死會(huì)低很多。當(dāng)負(fù)極壓死時(shí)，負(fù)極表面會(huì)形成一條條或者一塊塊的析鋰（與負(fù)極過量不足時(shí)幾乎覆蓋整個(gè)負(fù)極表面的薄薄一層的析鋰差異較大），同時(shí)電芯的保液量會(huì)明顯降低。當(dāng)壓實(shí)進(jìn)一步增加時(shí)，析鋰的塊狀區(qū)域增加的同時(shí)、析鋰的量（析鋰顏色偏白的程度）也會(huì)增加，電芯表面白金兩種顏色分明且很干涸，看起來甚至讓人作嘔。

水含量超標(biāo)也會(huì)造成低容。當(dāng)電芯注液前水極片水含量超標(biāo)、注液手套箱露點(diǎn)不合格、電解液水含量超標(biāo)、除氣二封引入水分時(shí)，電芯都有可能低容。電芯化成時(shí)需要痕量的水分，但是當(dāng)水分超過一定值時(shí)（注液前極片水含量大于250ppm，僅供參考），多余的水分會(huì)破壞SEI膜并消耗電解液中的鋰鹽，從而降低電芯容量。水含量超標(biāo)的電芯滿充負(fù)極程一小塊一小塊的黑褐色。

分析低容時(shí)，若已經(jīng)是胸有成竹則大可隨便拆幾個(gè)外觀不良電芯就可以基本確認(rèn)問題，若是低容造成了批量損失需要詳細(xì)報(bào)告、亦或低容原因是自己之前未曾見過的，則需要踏踏實(shí)實(shí)從收集制程數(shù)據(jù)、對比低容及合格電芯、改善方案提出等方面進(jìn)行細(xì)致分析；特別是新確認(rèn)一個(gè)自己未見過的低容情況前，一定要有重復(fù)嚴(yán)重實(shí)驗(yàn)或最起碼要有制程異常數(shù)據(jù)收集作為所得結(jié)論的基礎(chǔ)。頭幾次對問題細(xì)致的分析，可以幫助我們養(yǎng)成分析問題的思路，之后再次遇到問題時(shí)，才會(huì)游刃有余。7、涂布關(guān)鍵技術(shù)-水系負(fù)極縮孔勻漿涂布段的大大小小的異常，也都基本看遍了；曾經(jīng)解決過棘手的團(tuán)聚和莫名其妙的面密度一致性不良，自認(rèn)為起碼是入了勻漿涂布的門，總想著看看外面的世界，增長更多的見識，沖動(dòng)著跑了出來，才發(fā)現(xiàn)一切都是幻想。出來了才發(fā)現(xiàn)，原來的同事說的是那么正確，論技術(shù)、研發(fā)配置，比PBI好的也就是那幾個(gè)大廠了吧。一陳不變的工藝，一目了然的異常原因，總是被設(shè)備故障捆住手腳，體制之下，想向前邁一小步都那么艱難。那么，謹(jǐn)以此篇，來闡述鋰電行業(yè)大家最少接觸、最摸不著頭腦的涂布弊病——“白點(diǎn)”，輥壓后就是黑點(diǎn)，這也是我兩年多工作中接受的挑戰(zhàn)性最高的一項(xiàng)。

現(xiàn)象：在電池涂布中，常呈現(xiàn)為似氣泡狀白色點(diǎn)狀凹坑，或呈露箔狀；很多人喜歡將此判斷為氣泡，我想說，能夠被氣泡（轉(zhuǎn)移涂布）搞得無所適從也真是本事了。常規(guī)思路著手：第一眼看到濕料上的凹坑的時(shí)候，我就認(rèn)定了，這就是縮孔，雖然實(shí)踐中沒遇到過，但是理論有積累；那么結(jié)合工藝配方，以及過去解決團(tuán)聚的經(jīng)驗(yàn)，問題必定出在VGCF上。不過，既然用了分散劑，卻還是這么差，確實(shí)讓人納悶。實(shí)驗(yàn)方案：作為工藝，保持配方不變來改善漿料是基本原則，如下

添加NMP類高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑助水系漿料分散和改善涂布烘干效果，是比較常見的作法，其結(jié)果也驗(yàn)證了其工藝的可行性；但是，領(lǐng)導(dǎo)不認(rèn)可，無奈，幸好，咱們是不懼艱難，迎難而上，刻苦鉆研的有志好青年，查閱資料更是我的強(qiáng)項(xiàng)，so，很快就有了讓人興奮的線索。鋰電行業(yè)早年流傳的關(guān)于縮孔的就兩份，一份據(jù)傳是ATL的，題目為《關(guān)于極片涂布時(shí)的“氣泡”現(xiàn)象》不知真假，就是那篇用顯微鏡判斷了縮孔是一個(gè)坑的。。。強(qiáng)悍吧？應(yīng)該是ATL的吧另一篇《鋰離子電池負(fù)極極板花斑的刨析》，花斑是涂料中術(shù)語，與縮孔類似卻不相同，有人對凹坑處也作了分析，沒有異物。但是這兩份資料提供的信息都很有限，我滿腦子想的就是VGCF的團(tuán)聚體作為低表面張力點(diǎn)，導(dǎo)致了縮孔的產(chǎn)生，但是實(shí)驗(yàn)六，50%固含量2500mpa`s粘度，讓我無力：難道真是設(shè)備能力所限（線速度也就15m/min的樣子）?一個(gè)好習(xí)慣，幫我鎖定了目標(biāo)：

VGCF+水+PVP+CMC，這幾樣刮細(xì)度便看到了縮孔，那么問題就明了了。絕對就是VGCf的團(tuán)聚造成的縮孔了？顯然問題沒那么簡單，從事漿料工藝的同仁基本都有一個(gè)習(xí)慣，水系漿料的粘度基本都控制在3000mpa`s之下，但是，在這里，為了減少縮孔，卻必須要提高粘度；是不是完全糊涂了？Fink和Jensen推導(dǎo)出，在一定條件下，縮孔由下式?jīng)Q定：Q（單位時(shí)間內(nèi)流量）=h(濕膜厚度)^2×△γ（表面張力梯度）/2η（涂料粘度）好了，這個(gè)公式足以證明高粘度，低表面張力的NMP，發(fā)揮作用的原因了。但是，作為技術(shù)人員，要知道，粘度、表面張力梯度，這些都只是影響因素，而不是最根本的致病因子。根源究竟何在？？？在此期間，有幸發(fā)現(xiàn)一篇同仁的文章，很是激動(dòng)，因?yàn)楹苌儆腥藢⑼苛现锌s孔的原理應(yīng)用到鋰電涂布中。附上鏈接：，所以感慨，作為電池工藝的我們，很多成熟的機(jī)理，都沒有學(xué)透，還不如人家做材料的。鑒于此，本人也曾嘗試聯(lián)系BTR咨詢其石墨表面張力數(shù)據(jù)，回復(fù)：不測這個(gè)。。。網(wǎng)上有傳，一般為45，想想也差不多，水是72的樣子，銅箔40，究竟怎么設(shè)計(jì)漿料才能使其烘干過程表面張力梯度理想呢？這個(gè)有點(diǎn)難。。。影響因素已經(jīng)基本確定了，一是粘度，二是烘干，三是表面張力，但是，最關(guān)鍵的，誰誘發(fā)了縮孔，依然沒有任何思路。。。如果真是VGCF，那就無力了，指望老板買設(shè)備？做夢去吧。。。NMP？循環(huán)1000周，等個(gè)一年半載吧。。。陷入停滯階段，又進(jìn)入資料檢索的循環(huán)中～總算功夫不負(fù)有心人，上網(wǎng)搜索中，不經(jīng)意間發(fā)現(xiàn)一個(gè)概念——CMC，結(jié)合

有了新發(fā)現(xiàn)，那就是膠粒?。?！不得不說，科學(xué)的力量真的是太強(qiáng)大了，用這個(gè)理論，就可以完美解釋實(shí)驗(yàn)的高粘度低固含量效果更佳的結(jié)論了。立馬實(shí)驗(yàn)，連續(xù)兩次小試，一單一雙，效果一致。由此，我更堅(jiān)定了這個(gè)理論的可靠性，當(dāng)然，畢竟是個(gè)人推理，至此，電池4C循環(huán)已經(jīng)跑了300圈，直流阻抗也如理論上的略??；但是，將此應(yīng)用于生產(chǎn)，感覺我是看不到了，遂特此將此番經(jīng)歷和猜想陳述于此，論壇中有諸多研發(fā)工藝前輩，請不吝賜教，這個(gè)疑難，前后將近10余次小試，除了CMC的理論，我的能力已經(jīng)到極限了，離開鋰電，這也算是唯一的遺憾，不能見到它的量產(chǎn)效果。

推斷：

簡單闡述下我的猜想：羧甲基纖維素鈉、PVP都是表面活性劑，一端親水，一端疏水，當(dāng)其濃度過高時(shí)，便形成膠束，親水基朝外（水溶劑漿料），疏水基團(tuán)在內(nèi)，結(jié)合本漿料配方（VGCF，Super-P比例均較高，CMC1.8%），VGCFSuper-P本身疏水，那么和膠束內(nèi)更容易親和，結(jié)合在細(xì)度計(jì)上觀察到的CMC+水+VGCF+PVP就有縮孔的現(xiàn)象，減少了聚合物CMC、PVP的比例進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)原則：維持材料不變，減少CMC、PVP比例，本質(zhì)即降低膠體濃度。實(shí)驗(yàn)第一次，3500mpa`s粘度，細(xì)度計(jì)上80um可見縮孔；涂布改善。實(shí)驗(yàn)第二次，2500mpa`s粘度，細(xì)度65um，有縮孔；涂布效果一致。好了，如果是原有配比，2500的粘度，那涂布縮孔是沒法看的，所以，我基本上堅(jiān)定了這個(gè)理論的正確可靠性、可應(yīng)用性，而且理論上對電池性能應(yīng)該是有好處的，在PBI有經(jīng)歷過，漿料粘度過高，直接降CMC比例的，當(dāng)然，這里是走不動(dòng)的。。。以上，可能真的只是個(gè)人臆想，懇請諸位高人指導(dǎo)，指正，以便小弟不留遺憾。另本人后來有測CMC不同濃度的電導(dǎo)率，以期測出其臨界濃度，尚無結(jié)論，望有心人指教；關(guān)于尤其石墨的表面張力等，本人依然知之甚少，期望能夠?qū)W到更多。謝謝諸位耐心看完，這篇其實(shí)沒啥技術(shù)，只是對于縮孔，鋰電很多朋友都沒有見過，希望這篇能夠給未來或正在為它煩惱的朋友提供一點(diǎn)思路。附上本人此期間查找的一些資料，雖然找的不容易，不過也沒啥好保留的了，找資料千萬別局限在自己的小圈子里，外面專業(yè)的更多的！思路表述條理不夠清晰，師傅若見此帖，望多多包涵。這兩年多，在PBI的一年收獲最多，挺感激你們的，PBI確實(shí)是個(gè)學(xué)習(xí)工作的好地方，尤其在鋰電這種浮躁、浮夸的氣氛中。新人朋友們，可別輕易離開那種自由開放學(xué)習(xí)鉆研敬業(yè)的企業(yè)，多看看書，多查查資料，少玩游戲。8、電解液缺失對電芯性能的影響

本文有些倉促，但是就這個(gè)主題而言，或許再等半年，文武也難有新的見解，所以就急著寫出來啦！文章屬于掃盲性質(zhì)，文武也是半盲，所以“高人”不要讀文章，也不要留言，謝謝！

“疾在腠理，湯熨之所及也；在肌膚，針石之所及也；在腸胃，火齊之所及也；在骨髓，司命之所屬，無奈何也?！边@是中學(xué)課本中，《扁鵲見蔡桓公》中的一段話；疾在腠理、在肌膚、在腸胃、在骨髓，形象的描述了疾病的四個(gè)程度。電解液缺失，就好比電芯得了病，得了病，就必然有重有輕。電解液缺失對電芯性能的影響，何為輕何為重？輕者如何重者如何？這就是本文主要討論的問題。另外，由于不同材料、不同工藝所對應(yīng)的吸液量是不同的，所以本文僅是以電解液注液量的“略少、少、嚴(yán)重少”這三個(gè)定性的詞語來形容電解液的缺失程度；定量來說的話，由于種種原因，文武目前還沒有這個(gè)能力?！奥陨佟睍r(shí)的情況

其實(shí)即使是略少，電芯也已經(jīng)是不良品了。電解液少，既有可能是注液量少了，也有可能是老化時(shí)間短造成極片浸潤不充分，但本文不過多討論這一問題。電解液略少的電芯，如同潛伏著的諜戰(zhàn)人員一樣，不容易被發(fā)現(xiàn)。這個(gè)時(shí)候，電芯的容量和內(nèi)阻都是正常的，檢測出電解液略少電芯有三類方法：拆電芯、稱重、測試。

拆電芯：，此時(shí)滿充負(fù)極會(huì)出現(xiàn)類似于下面圖片的樣子：

拆開屬于破壞性試驗(yàn)且一次只能檢測一個(gè)電芯，雖然可以最為直觀和準(zhǔn)確的確定問題，但實(shí)際用此方法篩選電芯的可能性卻幾乎沒有。

稱重：這一方法準(zhǔn)確性較低，因?yàn)闃O片、鋁塑膜等也會(huì)有重量差異；電解液既然是“略少”，那么實(shí)際每個(gè)電芯的保液量也就不會(huì)差距很大，這樣其他材料的重量差異，很可能大于電解液重量的差異。當(dāng)然，可以通過注液時(shí)實(shí)測每個(gè)電芯的注液量或者保液量來準(zhǔn)確的、及時(shí)的得知問題電芯，但是與其對全電芯稱重，不如增加注液設(shè)備的準(zhǔn)確性和優(yōu)化工藝，從而治標(biāo)治本。

測試：這個(gè)是問題的重點(diǎn)，用何種測試方法能夠篩選出電解液“略少”的電芯，等價(jià)于電解液“略少”的電芯會(huì)有何種異常。目前文武僅知道兩種方法可以測出容量、內(nèi)阻皆正常的，但是電解液卻略少的電芯。這兩個(gè)方法分別是：循環(huán)、倍率放電平臺(tái)。

循環(huán)，可以說是檢查鋰離子電池電性能的終極方法，縱觀鋰離子HYPERLINK電池材料和制成時(shí)的近乎無數(shù)種的異常，絕大多數(shù)的最終影響都是兩個(gè)字：循環(huán)。電解液略少時(shí)，容量或是說正極克發(fā)揮是正常的，前幾十次循環(huán)的話，容量并不會(huì)明顯衰減；隨著電解液缺失的程度的加重，能夠保持較高容量保持率的循環(huán)次數(shù)會(huì)逐漸減少；或者說，電解液“略少”中電解液相對較多的電芯，可能會(huì)以正常容量衰減速率循環(huán)幾十次甚至上百次才會(huì)明顯衰減；電解液“略少”中電解液相對較少的電芯，可能循環(huán)十次二十次容量就開始明顯跳水。但不論在容量跳水前電芯能按正常容量衰減速度循環(huán)多少次，跳水開始后，電芯的容量都會(huì)快速衰減；衰減過程中，電芯的表現(xiàn)是能充入容量，但是放出容量較低（很像氣數(shù)已盡的人“有進(jìn)氣兒沒出氣兒”的樣子哦），如果做充電容量/放電容量圖的話，跳水期間二者的比值會(huì)明顯高于1；跳水之后，電芯的容量并不會(huì)馬上降為0，而是相對穩(wěn)定的維持在其初始容量的20%~40%中的位置一段時(shí)間；再往后，文武就沒有測過了。以下是一個(gè)因電解液不足而容量跳水的電芯的循環(huán)容量曲線和C/D曲線，循環(huán)性能的降低，是電解液缺失的一個(gè)必然結(jié)果，只要電解液的量足夠維持電芯循環(huán)到規(guī)格書中規(guī)定的循環(huán)次數(shù)，就可以認(rèn)為電解液是充足的。但是，循環(huán)性能無法作為篩選電解液量少的電芯的手段，原因很簡單，不再多說。

倍率放電平臺(tái)，這里所說的平臺(tái)，一定要是相對較高倍率的平臺(tái)，0.2C/0.5C是看不出來差異的。文武比較了同設(shè)計(jì)下，實(shí)際平均保液量分別為0.002g/mAh和0.0023g/mAh兩批電芯的0.5C/3.6V、1C/3.6V和2C/3.4V的平臺(tái)容量，二者0.5C平臺(tái)幾乎一致，但電解液充足的第二組1C和2C平臺(tái)容量要高于電解液不足的第一組約8%(文武做的是容量型卷繞軟包電芯，倍率型或者疊片電芯所用測試倍率肯定要再高才可以)。與全檢稱重、測循環(huán)、拆電芯相比，用高倍率放電對比平臺(tái)容量這一方法預(yù)測電解液略少的電芯，可行性顯然更大。但問題是，對于制成較差的廠子，高倍率下，電芯平臺(tái)容量本身就可能相差很多，這樣的話定標(biāo)準(zhǔn)是很難的。而對于一致性很好的廠子來說，保證注液量和吸液量又是很簡單的問題。實(shí)在是讓人糾結(jié)啊。

對于電解液“略少”的電芯，由于正極克發(fā)揮還是足夠的（克發(fā)揮不足，在本文叫做“嚴(yán)重少”），因而最開始極片可能僅是比較干，但是還沒有析鋰。但隨著循環(huán)的進(jìn)行，析鋰會(huì)越來越嚴(yán)重。“少”時(shí)的情況

與“略少”相比，“少”的時(shí)候，問題就要簡單的多了。依照文武的定義來說，當(dāng)電解液少到讓電芯高內(nèi)阻的時(shí)候，就可以稱呼為“少”了。這個(gè)時(shí)候，電芯的正極克發(fā)揮依舊是正常的，但是循環(huán)、倍率平臺(tái)容量都要明顯的差于“略少”的情況。

與剛才所說的“略少”和后面眼談到的“嚴(yán)重少”相比，“少”是一個(gè)可遇不可求的中間態(tài)。文武是做樣品的，這種中間態(tài)的情況在樣品中，還真的沒見過一次。不過有一次測110pcs量產(chǎn)電芯的自放電時(shí)（由于測了那批數(shù)據(jù)，才有了之前的《自放電淺析》），順便關(guān)注了一下里面內(nèi)阻較高、但是容量正常的電芯，發(fā)現(xiàn)的問題有：

平臺(tái)容量低，即使是0.2C的平臺(tái)容量，也要明顯低于內(nèi)阻正常的電芯，更不用說高倍率平臺(tái)容量了。

無法完成循環(huán)，這是對實(shí)際現(xiàn)象的描述，當(dāng)文武測過這幾個(gè)高內(nèi)阻電芯的倍率后，將電芯擱置了幾天，然后有了空余測試通道準(zhǔn)備測1C循環(huán)，上下限保護(hù)電壓分別為4.5V和2.5V，這時(shí)發(fā)現(xiàn)，不論是充電還是放電，通道都會(huì)馬上進(jìn)入保護(hù)（這種析鋰電芯，此時(shí)處于高電壓狀態(tài)，但本文不多談?wù)摯藛栴}）。更換通道也沒有改善后，測了一下電芯的重量，發(fā)現(xiàn)比正常電芯低0.5~1g，室外拆開電芯，全部起火！

由于電解液“少”的電芯，內(nèi)阻已然偏高，而內(nèi)阻基本是所有電池廠都會(huì)關(guān)注的參數(shù)，所以篩選出電解液“少”的電芯，并不難。需要再一次強(qiáng)調(diào)的是，電解液“少”的電芯，會(huì)遇到電解液“略少”的電芯的一切問題，同時(shí)也會(huì)增加一個(gè)問題：內(nèi)阻偏高。“嚴(yán)重少”的情況

拋開一切不看，電解液“嚴(yán)重少”時(shí)，最為明顯的結(jié)果就是：低容。電芯的內(nèi)阻往往是由電芯廠制定的，制成一般的話，偶有高內(nèi)阻也可能出貨，但是容量不足的話，可就完全沒有補(bǔ)救的可能性了。

處于“嚴(yán)重少”的電芯，克發(fā)揮、內(nèi)阻、平臺(tái)、循環(huán)等問題，將會(huì)一起爆發(fā)。當(dāng)看到電芯低容且高內(nèi)阻時(shí)，就很有可能是電解液“嚴(yán)重少”的情況；如果再與正常電芯對比一下重量，則可以幾乎確認(rèn)問題所在。此時(shí)，就不要拆電芯了，起火的可能性非常大。

如果將電芯分開來看的話，電解液“嚴(yán)重少”時(shí)還可以分為正極吸液不足和負(fù)極吸液不足這兩個(gè)方面來看。當(dāng)正極吸液不足時(shí)，沒有足夠的鋰離子能夠從正極脫嵌，但是負(fù)極吸液充足，只要是脫嵌的鋰離子，就可以嵌入負(fù)極。結(jié)果就是正負(fù)極都很干，但是負(fù)極并沒有析鋰。當(dāng)負(fù)極吸液不足、正極充足時(shí)，正極可以提供充足的鋰離子給負(fù)極，但是負(fù)極沒有辦法接受，于是負(fù)極析鋰。但不論是哪種情況，電芯的外在表現(xiàn)都是：低容、高內(nèi)阻、低平臺(tái)、低循環(huán)。電解液“嚴(yán)重少”的電芯拿去做循環(huán)，十次就可能掉10%的容量，且循環(huán)后由于嚴(yán)重析鋰，電芯會(huì)變得異常的厚。

最后還要重申一下本文的主旨。文章將電解液少按程度分為“略少”“少”“嚴(yán)重少”這三個(gè)程度，程度重的在有自己特有的問題的同時(shí)，也必然發(fā)生程度比其輕的全部問題。就好比人的某處染疾，嚴(yán)重的時(shí)候有嚴(yán)重時(shí)候特有的病癥，但也必然同時(shí)擁有輕的時(shí)候的所有病癥。9、漿料勻漿生產(chǎn)工藝在中國的現(xiàn)狀我是廣州紅運(yùn)機(jī)械呂泛樂，從事各類攪拌機(jī)生產(chǎn)20多年。但對于攪拌機(jī)在電池漿料生產(chǎn)行業(yè)的不正確使用，我深感著急、失望！1、錯(cuò)誤的生產(chǎn)工藝，耗時(shí)太長：生產(chǎn)一鍋漿料花費(fèi)7-10個(gè)小時(shí)，如果加上打膠時(shí)間更是不可思議。究其原因就是，對電池漿料的生產(chǎn)工藝沒有完全了解造成的。這樣的浪費(fèi)資源及成本的加大使我為電池生產(chǎn)企業(yè)非常著急。但要改變其做法，真是太難。記的在幾年前，廣東有一家在電池行業(yè)非常有名的企業(yè)的幾位工藝工程師質(zhì)問我，你們紅運(yùn)的攪拌機(jī)能不能攪拌高粘度物料？我說可以啊，紅運(yùn)生產(chǎn)的攪拌機(jī)可以攪拌150萬粘度的物料，但他們恥笑。我苦口婆心給他們講關(guān)于攪拌方面的原理，但他們還是堅(jiān)持自己的想法。我非常生氣，談了不到5分鐘拍桌離開。結(jié)果，他們不再采購我紅運(yùn)機(jī)械的攪拌機(jī)，而改用一家所謂在國內(nèi)的合資企業(yè)生產(chǎn)的攪拌機(jī)。此家攪拌機(jī)的攪拌槳就像兩根筷子，在干泥巴似的物料里攪動(dòng)，到現(xiàn)在生產(chǎn)一鍋漿料費(fèi)時(shí)8小時(shí)以上，還不算打膠時(shí)間。就是這樣他們還在‘滿意地堅(jiān)持著’原來他們把漿料的粘度與漿料的密度兩者的概念沒搞清楚，而在全部粉體里只加入10-20％的液體就攪拌，這樣攪拌就根本達(dá)不到粘合的作用，也就是說，根本不懂電池漿料正確的生產(chǎn)工藝。2、不正確的真空脫氣操作：眾所周知，我們要的是成品電池漿料里不含氣泡以保證涂布質(zhì)量，但多數(shù)企業(yè)在整個(gè)生產(chǎn)過程中都抽真空。正確的做法是：當(dāng)漿料的細(xì)度、均勻度及粘度達(dá)到要求后方可抽真空。如果在整個(gè)生產(chǎn)過程中抽真空，會(huì)造成如下嚴(yán)重后果：（1）、配方比例失調(diào)：由于在抽真空時(shí)，液體成分也會(huì)隨著氣體被抽走，真空度越高，流失得越多，從而造成配方比例失衡，粘度變大；（2）、生產(chǎn)效率變低：由于在抽真空時(shí)，漿料體積變大，物料密度變小，分散及攪拌的效率變低。

3、漿料飛濺，造成上次的材料固結(jié)物掉進(jìn)成品新料里：在桶體內(nèi)液面低時(shí)高速分散轉(zhuǎn)速開啟過高、或當(dāng)桶體內(nèi)盛滿漿料時(shí)公轉(zhuǎn)開啟過高，造成漿料飛濺到上桶體及行星箱體上，如下圖所示：

以上的不當(dāng)操作會(huì)嚴(yán)重影響漿料的質(zhì)量及軸承的壽命?？上У氖牵蛻魠s一意孤行，不聽勸阻。

4、清洗桶體時(shí)，液體盛得太滿，把攪拌槳轉(zhuǎn)速選擇得過高，造成高速分散軸承座內(nèi)的軸承進(jìn)水而卡死。此種錯(cuò)誤的操作行為在許多公司都在發(fā)生，太可惜了。最后，我要告訴各位朋友，其實(shí)做一鍋漿料總共只需3-4小時(shí)，那就看您是否真正掌握了漿料的生產(chǎn)工藝了沒有？

10、羧甲基纖維素鈉是什么？

增稠劑？懸浮穩(wěn)定劑？粘結(jié)劑？分散劑？保水劑？

沒錯(cuò)，這些都是羧甲基纖維素鈉的特性，而且還不止于此，其光輝閃耀，應(yīng)用廣泛，引用一段文字來描述：

“CMC是一種重要的纖維素醚，是天然纖維經(jīng)過化學(xué)改性后所獲得的一種水溶性好的聚陰離子纖維素化合物，易溶于冷熱水。它具有乳化分散劑、固體分散性、不易腐蝕、生理上無害等不同尋常的和極有價(jià)值的綜合物理、化學(xué)性質(zhì)，是一種用途廣泛的天然高分子衍生物。CMC為白色或微黃色粉末、粒狀或纖維狀固體，無臭、無味、無毒。CMC具有增稠、分散、懸浮、粘合、成膜、保護(hù)膠體和保護(hù)水分等優(yōu)良性能，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、牙膏等行業(yè)。CMC是一種大分子化學(xué)物質(zhì)，能夠吸水膨脹，在水中溶脹時(shí)，可以形成透明的粘稠膠液，在酸堿度方面表現(xiàn)為中性。固體CMC對光及室溫均較穩(wěn)定，在干燥的環(huán)境中，可以長期保存。CMC的優(yōu)越性能如：增稠性、保水性、代謝惰性、成膜成形性、分散穩(wěn)定性等，可用作增稠劑、保水劑、粘合劑、潤滑劑、乳化劑、助懸浮劑、藥片基質(zhì)、生物基質(zhì)和生物制品載體等?！狈肿邮剑?/p>

制造工藝流程：

附上一份CMC成分表（系陶氏化學(xué)CRT30000PA）

對于CMC品質(zhì)來說，雜質(zhì)控制的好差，直接決定了其使用性能也依據(jù)其應(yīng)用范疇而不同，譬如食品用、藥劑用、電池用、涂料用等等。這里插入一張圖片，大概150倍所拍，不知有沒有人能猜出這是什么。

（這個(gè)現(xiàn)象我在三家單位都遇到過，涵蓋大賽璐、斯比凱克、邦維這三種CMC，負(fù)極漿料100目過篩，最終濾得團(tuán)聚絮狀物，清洗可得圖中所示，目視略呈透明狀纖維，那么判斷這廝是啥，基本可以確定了吧？有沒有高人可以更專業(yè)而形象的給小弟解釋下呢？PS：你能想到的延長時(shí)間，40～50℃條件，小弟都試過，雖然沒那么系統(tǒng)。）加工性能：1、

溶解性（CMC的溶解均勻至關(guān)重要，看完下面這段話，你將會(huì)對勻漿工藝的濕法、干法多一點(diǎn)更深的理解）羧甲基纖維素易吸收水份，具有良好的水溶性，溶於冷水或熱水成為膠體溶液。不溶於甲醇、乙醇、丙銅、氯仿及苯等有機(jī)溶劑。取代度是影響其水溶性的重要因素，粘度對水溶性的影響也很大。通常粘度在25mPa.s-50000mPa.s之間，取代度在0.3左右，呈堿溶性。取代度大于0.4即為水溶性。隨著取代度的上升，溶液的透明度也相應(yīng)改善。CMC的溶解，和其他高分子電介質(zhì)相同，在溶解時(shí)，首先產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，然后逐漸溶解。所以在配制溶液時(shí)，應(yīng)使各個(gè)粒子均勻潤濕，才能迅速溶解。否則，它在水溶液中膨脹后，粒子間相互粘附形成很強(qiáng)的皮膜或膠團(tuán)，使粒子不易分散，造成溶解困難。2、

溶液粘度影響因素A、溶液濃度的影響：無論高、中、低粘度的CMC，其粘度隨溶液濃度的增加而上升，溶液濃度與粘度的對數(shù)值近似直線關(guān)系。B、PH值的影響：1%CMC溶液的粘度在PH值6.5-9.0時(shí)最大且最穩(wěn)定。一般說PH值在9.0-11.0的范圍內(nèi)粘度變化不太大。但當(dāng)PH＜6時(shí)，粘度迅速下降，并開始形成CMC酸，后者于PH≌2.5時(shí)即達(dá)完全；若PH＞9時(shí)，粘度亦會(huì)下降，起初比較緩慢，但當(dāng)PH＞11.5時(shí)，開始急劇下降。這是因?yàn)槲慈〈牧u基與堿分子結(jié)合，促進(jìn)纖維素分散的結(jié)果。C、溫度的影響：CMC溶液的粘度隨溫度的升高而下降。冷卻時(shí)，粘度即行回升，但當(dāng)溫度升至一定程度時(shí)，將發(fā)生永久性的粘度降低。但須指出，粘度降低和CMC取代度有密切關(guān)系，取代度越高，粘度受溫度影響越小。D、鹽類的影響：各種無機(jī)鹽等離子的存在會(huì)降低CMC溶液的粘度，鹽類對粘度的影響幾乎取決于陽離子的價(jià)數(shù)。一般是遇一價(jià)陽離子鹽時(shí)呈水溶性，遇三價(jià)陽離子鹽時(shí)呈不溶性鹽，遇二價(jià)陽離子鹽時(shí)，則介于一價(jià)和三價(jià)之間。E、剪切速率/流速梯度的影響：因CMC溶液系非牛頓型流體，而是屬于假塑性流體。其流動(dòng)性質(zhì)不能用簡單的牛頓公式描述，但溶液的表觀粘度仍是測定時(shí)流速梯度的函數(shù)。

關(guān)于粘度，不得不說這其中有太多的話題值得討論，不過如果對于以上5點(diǎn)有足夠理解，那么正常加工應(yīng)該不在話下了。pH即在于雜質(zhì)控制，尤其水；溫度即在于過程控制，呵呵，這個(gè)過程可不簡單噢；剪切速率，即流變性的研究了，這個(gè)就更復(fù)雜啊……

以上，僅僅作為羧甲基纖維素鈉的基本物化性質(zhì)，那么究竟為何要選擇它作為鋰電負(fù)極水系漿料元老，而不是其他呢？這得從其出色的加工性能說起了。

其一，保水性：水系漿料，不言而喻，有經(jīng)驗(yàn)的同仁應(yīng)該理解，保水的重要性，失水導(dǎo)致固含量的變化而造成面密度的變差，那可是很壞的結(jié)果呦；同志們要控制好啊，嘿嘿

其二，懸浮穩(wěn)定性：毋庸置疑，這個(gè)是漿料分散穩(wěn)定最核心的存在。話不多說，請看圖，

這圖不是很形象，簡單說就是CMC的纖維布滿整個(gè)漿料空間，將石墨顆粒阻隔開來。顯然的，如果不添加CMC，漿料就沉降得跟淤泥一樣了；再者，CMC-Na，作為聚陰離子型纖維素化合物，可與粉體形成雙電層靜電穩(wěn)定作用。相關(guān)深入研究可自行檢索，附上本人整理的一份資料，僅供參考，不推薦下載，因?yàn)槭且顿M(fèi)的。

HYPERLINK鋰離子電池的勻漿基本原理2014.3bydeepblue.pdf

(1.57MB,下載次數(shù):612,售價(jià):10個(gè)電池幣)

（可不用下載，待百度文庫審核貼上網(wǎng)址,豆丁文）

這里便又涉及到了膠體化學(xué)方面的知識了，比較高深，不敢逗留，前篇《勻漿涂布關(guān)鍵技術(shù)——終結(jié)篇》中提到過臨界膠束濃度，其實(shí)隸屬于膠體化學(xué)知識，只可憐現(xiàn)在呆的地方?jīng)]有電導(dǎo)率儀，無法解決心中癥結(jié)。（也建議有志于鋰電技術(shù)的朋友擇業(yè)的時(shí)候一定要留意其儀器配置。突然在想，要是哪個(gè)廠說他重視研發(fā)，而且還做動(dòng)力電池，卻沒個(gè)電導(dǎo)率儀，我就只能說一句：呵呵。了）但是這樣的體系發(fā)展了這么久，即可說明其科學(xué)性了。不知道論壇還有沒有與這個(gè)體系齊名的老前輩在呢？

其三，涂布加工良好的流動(dòng)性能、流平性能：

“在涂布過程中，涂料處于各種不同的剪切條件下，調(diào)節(jié)正確的流變性能以維持涂料良好的運(yùn)行性能是至關(guān)重要的。隨著涂布速度不斷增加，這顯得更加重要了?！焙呛?，水平有限，就提這么多。對于涂布的外觀、極片的質(zhì)地，CMC可是功勞最大的噢，雖然我也不是很懂，哈哈哈。11、涂布中的各類問題1、

漿料的體積比定義：固體組分體積比例意義：指導(dǎo)漿料設(shè)計(jì)中潤濕階段投料量計(jì)算（常規(guī)濕法工藝中比較隱蔽，干法中更明顯）實(shí)踐：解決因潤濕不足產(chǎn)生的涂布顆粒一句話：漿料分散穩(wěn)定的前提在于潤濕，充分潤濕。很多朋友接受的干法工藝中是按照固含量由高到低，逐步稀釋這種解釋，形式上自然是對的，看到一些日本資料也是這樣寫；那本質(zhì)上呢？思考一下，多少固含量能夠保證潤濕？無解了是不是？點(diǎn)到即止。

這種工藝，其實(shí)就是借鑒自涂料類行業(yè)成熟的做法，日本人引入到鋰電已經(jīng)十多年了，難道你相信他只是用固含量來設(shè)計(jì)漿料而拋棄PVC么？這不是侮辱人家智商么。都說中國人愛學(xué)習(xí)，我覺得日本人更愛學(xué)習(xí)。如果我告訴你這邊按這個(gè)固含量然后調(diào)到那個(gè)固含量等等，那么，其實(shí)我心里在想，我不想讓你知道其實(shí)潤濕是體積的關(guān)系。當(dāng)然了，你要說，“管他呢，反正大家都是水、NMP，體積也差不了多少，做出來就行”，那我也沒啥好說的。

2、

關(guān)于轉(zhuǎn)移涂布面密度一致性：那份關(guān)于面密度一致性的數(shù)據(jù)很多朋友表示有共同的心聲，很多朋友也在做相關(guān)的改善，也花費(fèi)了不少人力物力。在此把之前的數(shù)據(jù)畫幾個(gè)圖補(bǔ)充一下（仔細(xì)看了下，感覺不用畫圖就可以看懂了），以便看得更清晰，同時(shí)提供免費(fèi)下載。別的不說，我只想說，100cm^2的取樣器也該淘汰了吧？！

HYPERLINK轉(zhuǎn)移涂布面密度一致性提高（上料方式改進(jìn)）.pdf

(2.83MB,下載次數(shù):773)

3、

有幾位朋友提出來，我寫的太寬泛，沒有數(shù)據(jù)，沒有說服力等等。我對此不知道該不該反駁。原因有三：其一，數(shù)據(jù)是從何而來？數(shù)據(jù)的獲得是基于某個(gè)目的、通過某種方法、過程有長有短、環(huán)境變化有多有少等等而得來；其二，同樣的目的，甚至同樣的數(shù)據(jù)，不同的人可以產(chǎn)生完全不同的結(jié)論，為什么？知識技能背景、數(shù)據(jù)分析能力、洞察能力等等因人而異；其三，我寫的都是最基礎(chǔ)的理論性質(zhì)的東西，而非工程性質(zhì)的；物理化學(xué)什么的對就是對，錯(cuò)就是錯(cuò)，就那么回事；還有就是，我所做過的東西都是基于客觀的規(guī)律來的，就是現(xiàn)場工藝的水平，還上不了那樣的層次，對于微觀的材料形貌、表面包覆、什么pH，電化學(xué)反應(yīng)等等我就更不懂了。硬要說數(shù)據(jù)，也有：A，我總喜歡拿這個(gè)2kgNMP舉例，就這2kgNMP讓我認(rèn)識了潤濕的重要性。正極油系是這樣，負(fù)極水系也是這樣。當(dāng)然，這都是經(jīng)過了痛苦的實(shí)踐才認(rèn)識到的，如果有現(xiàn)成的理論指導(dǎo)，何必這樣折騰呢？（我最近越來越鄙視自己，老是啃老本，講來講去都是一年多前的東西，唉，一點(diǎn)進(jìn)步也沒有；現(xiàn)在覺得以前挺沖動(dòng)的，老是跟我?guī)煾递^勁，也跟后來的領(lǐng)導(dǎo)較勁，還搞的做實(shí)驗(yàn)罰錢唉。。。其實(shí)換個(gè)心態(tài)想，愛做不過么，我們都習(xí)慣了等著別人來革自己的命了，因循守舊也沒啥不好、國內(nèi)反正大家都一個(gè)樣么；你好我好大家好。）B，關(guān)于面密度一致性的那個(gè)，應(yīng)該是很有說服力的，畢竟沒幾個(gè)人像我那樣小面積取樣的；C，此前一篇有提到臨界膠束濃度的事，后來不了了之，也沒儀器再做了，不過那個(gè)改配比的電池性能有了結(jié)果，算是驗(yàn)證了理論猜測（減少聚合物的組分，倍率性能改善），聊以慰藉了。

不過，有本書名起的好《數(shù)字是靠不住的》，尤其現(xiàn)場工藝的同仁，建議不要那么相信別人的數(shù)據(jù)。4、

關(guān)于CMC不溶物的問題，潤峰何工早期那份文件中用高倍顯微鏡放大的圖片中纖維狀異物，我覺得應(yīng)該是CMC不溶物；CMC本身不易溶解，國內(nèi)普遍采用濕法CMC膠液方式，濃度過高的情況下顯然是更不利的，不知道成熟的企業(yè)怎么定，我個(gè)人覺得還是固含量<1.5%為宜，溫度以40攝氏度，攪拌時(shí)間大于3H，靜置4H，一是除泡，二是充分?jǐn)U散溶解。

關(guān)于說石墨表面基團(tuán)等等，我是真不懂，資料也很少，有了解的朋友請多指點(diǎn)；（還是成熟企業(yè)研究的透。。。找來這本書，我表示看不懂?。┛戳艘蝗Γ瑳]找到想要的東西，順便想請問一下高人，對于企業(yè)用水系負(fù)極來說，石墨表面會(huì)做些特殊處理以改善潤濕性么？

有朋友提到油性正極也有縮孔，我覺得奇怪，可以把漿料用單組分實(shí)驗(yàn)對比，逐個(gè)排查看看?？s孔、針眼、氣泡、花斑，這幾個(gè)，一般會(huì)覺得近似，實(shí)際上差別還是很大的，很多人遇到類似的喜歡說是氣泡，我個(gè)人覺得，要是氣泡成那樣，也夠厲害的，還是多從別的角度分析吧。5、

關(guān)于擠壓、噴涂，和轉(zhuǎn)移涂布有很大不同，沒有做過，心里也挺遺憾的；上次擇業(yè)本是沖著東麗噴涂的，下次如果有機(jī)會(huì)再看了。6、

很早寫過一個(gè)關(guān)于共振的疑問，沒人搭理，這里再提一下，當(dāng)初那個(gè)共振的可是Ross攪拌機(jī)噢，朋友給我的解釋是可能是升罐沒升到位；貌似行業(yè)里面都沒人遇到過共振的么？那我還真是不幸呢。7、

還有水系負(fù)極NMP影響循環(huán)的問題，事實(shí)驗(yàn)證了確實(shí)循環(huán)更差，所以涂布走速過高的最好不要加了，加了的話就要考慮過程控制以減少其殘留。原理該怎么解釋呢？請高人指點(diǎn)。8、最后，弱弱的問一句，哪家有流變儀的不？（ATL有我知道）13、電解液的價(jià)格目前國內(nèi)電解液主要的生產(chǎn)企業(yè)有：國泰華榮、東莞杉杉、深圳新宙邦、廣州天賜、珠海賽緯、蘇州諾萊特、金牛、貝特瑞也有一家電解液廠在惠州等等。他們配方的好壞不做評價(jià)，因?yàn)槲矣玫碾娊庖憾际俏易约旱呐浞?。不過總體來講，研發(fā)實(shí)力最強(qiáng)的應(yīng)該屬于廣州天賜。價(jià)格方面，功能性電解液超級貴，利潤也非常高，下面簡單分析一下電解液成本的構(gòu)成。1、高端電解液（功能性電解液）此類電解液特點(diǎn)有：a、含有高濃度的鋰鹽；b、含有特殊的添加劑；c、特殊的配方。任意滿足一點(diǎn)都能成為高端電解液，售價(jià)一般都是140元/Kg，甚至更高，可見利潤空間巨大。下面以一超高端電解液配方為例，解析一下