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?前 言電池內(nèi)部壓力變化主要原因包括：（1）在鋰離子電池的充放電過(guò)程中，電極材料體積隨著鋰化和脫鋰而不斷波動(dòng)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT,對(duì)于固定外殼的圓柱或者方殼電池，電極材料體積變化導(dǎo)致內(nèi)部氣體體積變化，從而導(dǎo)致內(nèi)部氣體壓力的變化。（2）鋰離子電池內(nèi)的異常副反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氣體，從而導(dǎo)致更高的壓力

?鋰離子電池作為一種有效的電能存儲(chǔ)設(shè)備，具有能量密度高、比功率大、輸出電壓高、自放電小、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。但其在電化學(xué)循環(huán)過(guò)程中，由于鋰離子的脫嵌過(guò)程會(huì)導(dǎo)致電極材料的體積膨脹和收縮，且電池內(nèi)部伴有產(chǎn)氣、產(chǎn)熱現(xiàn)象發(fā)生，均會(huì)導(dǎo)致電池整體發(fā)生變形，而這種形變尤以厚度

?磷酸鐵鋰（LFP）電芯通常是基于橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4材料涂覆在鋁箔上作為正極，石墨材料涂覆在銅箔上作為負(fù)極，由于其安全性較好，目前成為新能源動(dòng)力汽車以及儲(chǔ)能電站最常選用的電芯體系。LFP電芯充電時(shí)，Li+遷移到LiFePO4顆粒表面，發(fā)生電極反應(yīng)之后進(jìn)入電解液，穿過(guò)隔膜后到達(dá)石墨負(fù)極顆粒表面，

?前 言電芯一致性是目前各大電芯制造企業(yè)著重解決的難點(diǎn)之一。在電芯生產(chǎn)制造過(guò)程中，由于物料、設(shè)備和環(huán)境等波動(dòng)，生產(chǎn)出來(lái)的電芯會(huì)存在微小的差異，這微小的差異在將電芯組裝成電池組后會(huì)進(jìn)一步放大。好比于“木桶效應(yīng)”，電池組內(nèi)性能最差的電芯會(huì)直接影響到整個(gè)電池組的性能，包括安全性，循環(huán)壽命，容量發(fā)揮等[1-2

?電解液是鋰離子電池四大主材之一，有鋰離子電池的“血液”之稱，電解液主要由有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽及不同類型的添加劑組成。其中有機(jī)溶劑是電解液的主體部分，鋰離子電池常用溶劑有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等，其中EC與一種鏈狀碳酸酯的混合溶劑是鋰離子電

?鋰離子電池循環(huán)過(guò)程中會(huì)發(fā)生容量衰減和損失，為了提高電池容量和性能，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者充分研究了鋰電池容量損失的機(jī)理。目前，可知引起鋰離子電池容量衰減的主要因素包括正負(fù)極表面形成 CEI/SEI 鈍化膜、金屬鋰沉積、電極活性材料的溶解、陰陽(yáng)極氧化還原反應(yīng)或副反應(yīng)的發(fā)生、結(jié)構(gòu)變化及相變化等1~3。當(dāng)前，對(duì)鋰離

?背 景在鋰離子電池的復(fù)雜體系中，電解液起著不可或缺的角色，它就像是電池內(nèi)部的“血液”，負(fù)責(zé)在正負(fù)極之間傳遞鋰離子，從而實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存和釋放。電解液的性能直接影響到電池的整體性能，包括能量密度、循環(huán)壽命、充放電速率，以及工作溫度范圍。電池若要實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的倍率性能則需要電解液具有高的鋰離子傳輸能力，鋰離子

?一、作者信息及文章摘要2022年，北京理工大學(xué) Peipei Xu博士開發(fā)了一種基于LFP電池的膨脹力曲線來(lái)預(yù)估電池SOC的方法，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，在電池不同的工況條件下，膨脹力對(duì)SOC的變化比電壓更加敏感，因此本文提出膨脹力估計(jì)SOC的方法，首先采用LSSVM方法搭建膨脹力模型，可解決膨脹力與SO

?一、作者信息及文章摘要2017年，J.R.Dahn課題組針對(duì)不同硅負(fù)極的軟包電池，采用原位表征方法測(cè)試其電極的體積、應(yīng)力和厚度變化，并結(jié)合計(jì)算的方式，定量分析硅復(fù)合電極每種成分的體積膨脹占比，從而為深入理解硅基材料的膨脹機(jī)理奠定基礎(chǔ)。二、試驗(yàn)方案1. 本實(shí)驗(yàn)中制作三種電池：(A) Li(Ni1-x-

?全固態(tài)電池(assb)具有理論能量密度高、本質(zhì)安全等優(yōu)點(diǎn)，是最有前途的下一代儲(chǔ)能系統(tǒng)。然而，電極與固體電解質(zhì)之間“固-固”接觸的限制嚴(yán)重阻礙了界面電荷傳輸。研究表明，外部壓力的引入可以有效降低“固-固”接觸電阻，延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命。通過(guò)適當(dāng)調(diào)整外部壓力，可以優(yōu)化固態(tài)電池的性能。但是外部壓力對(duì)固態(tài)電池

?一、背景介紹在新能源汽車或儲(chǔ)能電站中，鋰離子電池常常會(huì)以多并串的形式組成模組或電池包（Pack）進(jìn)行使用，如果其中某幾顆電池出現(xiàn)性能缺陷或安全風(fēng)險(xiǎn)，則會(huì)引發(fā)整個(gè)模組或電池包的失效，甚至起火，這種現(xiàn)象可以稱之為電池包的“木桶效應(yīng)”?！澳就啊钡男钏畼O限取決于“短板”的高度，因此合圍“木桶”所使用的“木頭

?鋰離子電芯在充放電過(guò)程中的膨脹行為有兩種表現(xiàn)形式：厚度和應(yīng)力，準(zhǔn)確測(cè)量膨脹厚度和膨脹力，有助于優(yōu)化電芯設(shè)計(jì)和提升電池在使用過(guò)程中的安全性能1-3。恒間隙模式的傳統(tǒng)測(cè)試方法是采用一個(gè)鋼板夾具，將電芯固定在壓板中間，用螺栓固定上下壓板的位置，在上壓板處安裝一個(gè)力傳感器來(lái)監(jiān)控壓力變化，但此方法很難保證測(cè)試

?在可持續(xù)的現(xiàn)代社會(huì)和氣候目標(biāo)的背景下，電池儲(chǔ)能技術(shù)已成為全球汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型和全球經(jīng)濟(jì)可持續(xù)增長(zhǎng)的重要方向。鋰離子電池（LIB）由于其長(zhǎng)周期壽命和高倍率性能，已成為消費(fèi)者、電力和儲(chǔ)能市場(chǎng)的主要儲(chǔ)能解決方案之一。當(dāng)前鋰離子電池在降低生產(chǎn)成本、提高性能和耐久性方面仍然存在挑戰(zhàn)，因此，深入了解生產(chǎn)過(guò)程對(duì)電池的

?電解液是鋰離子電池研發(fā)的核心部分，不僅是保證離子傳輸?shù)闹匾浇?，也是電池獲得高電壓、高比能的重要基礎(chǔ)。電解液相關(guān)參數(shù)及對(duì)極片和隔膜的浸潤(rùn)性直接影響電池性能的發(fā)揮。其中電解液在極片中的浸潤(rùn)效果與極片本身的壓實(shí)密度、孔隙大小、孔隙率等參數(shù)緊密相關(guān)，電解液在極片中的浸潤(rùn)情況評(píng)估可作為極片層級(jí)工藝優(yōu)化的關(guān)鍵

?鋰電池作為一種目前最常見的儲(chǔ)能器件，已被廣泛使用在生活的各方面。當(dāng)電池在使用過(guò)程中，其內(nèi)部無(wú)時(shí)無(wú)刻都在發(fā)生著化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致鋰電池的形狀也會(huì)隨著這些反應(yīng)而發(fā)生一定程度的變化。電池的膨脹通常分為兩種：一種是正負(fù)極材料脫嵌鋰結(jié)構(gòu)變化造成的硬膨脹；另一種是由于鋰電池內(nèi)部的產(chǎn)氣反應(yīng)引起的軟膨脹。硬膨脹

?前 言在電化學(xué)領(lǐng)域，電池測(cè)試設(shè)備是研究和開發(fā)新型電池技術(shù)的關(guān)鍵工具。隨著新能源技術(shù)的飛速發(fā)展，高精度測(cè)試設(shè)備在電池測(cè)試中的重要性愈發(fā)凸顯。充放電設(shè)備主要用于鋰電池的一致性、安全性、功能性和可靠性的測(cè)試與評(píng)估，是鋰電池生產(chǎn)、研發(fā)、應(yīng)用等階段不可或缺的重要環(huán)節(jié)。今年5月8日，工信部公開征求了對(duì)鋰電池行業(yè)

?前 言隨著新能源汽車對(duì)續(xù)航能力要求的不斷提高，電池負(fù)極材料也在向著高能量密度的方向發(fā)展。傳統(tǒng)石墨負(fù)極材料雖然工藝成熟、成本低，但是在能量密度方面的發(fā)展已接近其理論最大值（372mAh/g）。硅憑借著超高的克容量（4200mAh/g）和較低的嵌鋰電位（0.4V）逐漸進(jìn)入人們的視野，但硅負(fù)極在充放電過(guò)程

?前 言隨著傳統(tǒng)能源的日益枯竭，鋰離子電池憑借著循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度高等特性被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、新能源汽車、光伏儲(chǔ)能等領(lǐng)域，但是隨之而來(lái)的安全問題也引起了用戶的極大關(guān)注。鋰離子電池在發(fā)生安全故障的早期往往會(huì)出現(xiàn)明顯的膨脹形變，并造成電池之間的顯著壓力變化，而這種膨脹遠(yuǎn)早于溫度異常和氣體溢出現(xiàn)象。因此

?在現(xiàn)有技術(shù)中，測(cè)量軟包電芯平整度的方法主要是肉眼觀察法、千分尺測(cè)厚或激光掃描法。肉眼觀察法即我們俗稱的目測(cè)法，就是利用可見光觀察電芯的表面狀態(tài)，是一種粗糙的不可定量的觀察方法，利用可見光觀察雖然快捷，但是無(wú)法定量的給出電芯的平整度的差異。激光掃描法是利用光學(xué)設(shè)備，將電芯的整個(gè)輪廓掃描后制作成3D模型

?硅碳體系電芯的膨脹主要與硅材料的體積膨脹有關(guān)，若電芯循環(huán)過(guò)程中不可逆膨脹累積太多，會(huì)導(dǎo)致電芯的容量衰減嚴(yán)重。目前行業(yè)內(nèi)常用的改善硅碳復(fù)合電極循環(huán)性能的策略有1??：(1) 材料結(jié)構(gòu)修飾，例如減小硅顆粒的尺寸，或合成納米結(jié)構(gòu)的硅電極；(2) 電位控制，以避免形成結(jié)晶的Li-Si合金；(3) 開發(fā)自修復(fù)

?前 言化成是鋰離子電池生產(chǎn)制造過(guò)程中的一道關(guān)鍵工序，化成的目的主要是在負(fù)極表面生成SEI以隔絕電子并導(dǎo)通離子1?2，SEI成膜的好壞直接影響電池后續(xù)的循環(huán)倍率性能，因此，控制合適的化成條件（化成溫度、充電倍率、施加壓力等）是非常重要的生產(chǎn)步驟。在SEI成膜過(guò)程中會(huì)伴隨有電池體積的增加，一方面是由于成

?前言鋰離子電池充放電過(guò)程中，正負(fù)極材料不斷脫嵌鋰造成顆粒體積變化，并伴隨著電芯厚度變化，同時(shí)隨著電芯的老化，伴隨著SEI膜增厚、產(chǎn)氣、析鋰等也會(huì)使電芯厚度增加。若電芯被限制于固定空間內(nèi)（實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景），則會(huì)對(duì)此空間外壁產(chǎn)生一定的作用力（膨脹力），此膨脹力會(huì)影響電芯的循環(huán)性能及安全性。一般地，限制電芯

?鋰離子電池在充放電過(guò)程中，由于正負(fù)極的結(jié)構(gòu)膨脹和電解液分解產(chǎn)氣會(huì)造成電芯的膨脹，當(dāng)電池的束縛邊界不同時(shí)，電芯膨脹的表現(xiàn)形式也不同。電芯表面施加的應(yīng)力一定時(shí)，電芯表現(xiàn)出厚度的變化，而當(dāng)電芯的初始厚度控制不變時(shí)，電芯則表現(xiàn)出應(yīng)力的變化。通常在測(cè)試電芯的膨脹行為時(shí)，需要控制不同的邊界條件，得到電芯膨脹厚度

?近些年來(lái)，鋰離子電池因其較高的比容量與安全性被廣泛地應(yīng)用在消費(fèi)電子、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能電站等領(lǐng)域。隨著人們對(duì)電池容量的需求越來(lái)越高，鋰電池企業(yè)，尤其是動(dòng)力電池廠商，更多地采用多并串的電池模組來(lái)滿足用戶的容量需求。電芯在封裝成模組時(shí)不僅要考慮模組的強(qiáng)度和變形，還須考慮封裝的壓力對(duì)電池性能發(fā)揮與安全性的影響

?隨著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，電動(dòng)車在道路上的占有率也越來(lái)越高，給人們提供便利的同時(shí)，也不可避免的存在很多安全隱患，其中汽車碰撞事故是需要重點(diǎn)關(guān)注的安全問題。鋰離子電池是電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能裝置，儲(chǔ)存著巨大的能量。盡管鋰離子電池被安裝在汽車底盤上不易變形的位置，但一旦遭到撞擊，就極有可能對(duì)電池造成破壞，引起短路

?鋰離子電池充放電循環(huán)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，其循環(huán)壽命影響因素是多方面的。一方面與電池本身的特性相關(guān)，例如材料特性、電極設(shè)計(jì)和電池制作工藝等；另一方面也與使用過(guò)程中電池受外界的影響相關(guān)。本文主要是從改變外部壓力尋找最合適電芯循環(huán)壽命的條件，可為電芯使用和模具PACK提供一定的指導(dǎo)作用。1?

?復(fù)合機(jī)流體技術(shù)背景復(fù)合集流體是一種“三明治”結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為聚合物高分子層（如PET、PP或PI），兩側(cè)為金屬導(dǎo)電層（如Al或Cu），如圖1為復(fù)合集流體結(jié)構(gòu)示意圖。目前工業(yè)量產(chǎn)的復(fù)合集流體中復(fù)合銅箔集流體采用4.5μm OPP（聚丙烯）作為基材，先在基材兩面磁控濺射各50nm銅層，再在銅層表面進(jìn)行水電鍍

?鋰離子電池在充放電過(guò)程中會(huì)由于脫嵌鋰而發(fā)生結(jié)構(gòu)膨脹或收縮。在對(duì)鋰離子電池充電時(shí)，負(fù)極側(cè)發(fā)生的是插層嵌鋰（例如石墨負(fù)極、硬碳負(fù)極等）或合金化嵌鋰（例如硅基負(fù)極、鋰金屬負(fù)極等）的過(guò)程，因此負(fù)極材料一般會(huì)隨著嵌鋰深度的增加而發(fā)生明顯的體積膨脹，例如石墨負(fù)極一般會(huì)產(chǎn)生10~15%的體積膨脹，而硅基負(fù)極最大可

?作者信息及文章摘要中國(guó)科技大學(xué)的談鵬課題組（第一作者 Zhiyuan Zhang）通過(guò)探究外部壓力對(duì)硅負(fù)極鋰電池的極化以及循環(huán)性能的影響，發(fā)現(xiàn)合適的外部壓力可以減小電芯循環(huán)過(guò)程的極化，而且在電池循環(huán)過(guò)程中施加階梯式的外部壓力，可以顯著提升循環(huán)壽命。該研究結(jié)果可作為以硅基負(fù)極為主的鋰離子電池容量提升的

?鋰電池的主要封裝形式有三種，分別是軟包、方形和圓柱。軟包電芯采用鋁塑膜作為封裝材料，具有設(shè)計(jì)靈活性和多樣的型號(hào)，外形可根據(jù)客戶需求進(jìn)行定制。軟包電芯具有較小的內(nèi)阻和高能量密度，在失效時(shí)通常會(huì)產(chǎn)生脹氣并裂開。然而，軟包電芯存在一致性差的問題，并且容易發(fā)生漏液。方形電芯通常采用鋁合金、不銹鋼等材料作為殼