技术问题汇总.doc

技术问题汇总.doc

《技术问题汇总.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《技术问题汇总.doc（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

这里给您简单说一下选择隔膜需关注的一些参数：

1>    孔隙率、透气度以及孔径分布，测试设备为压汞仪、透气度测试仪；

2>    收缩率，分长度和宽度两个方向，一般是90度烘烤4小时，可以注意一下干法膜和湿法膜的收缩特性；

3>厚度，这个不用说，你设计时需要选择的，千分尺或者测厚仪；

4>材质，通过DSC测试；

5>面密度，称量法，很多厂家根据这个计算孔隙率，有一定的参考价值；

6>穿刺强度，仅为参考指标，很多厂家的隔膜都能满足要求，除非特别烂的那种；

7>其他的一些关注点这里就不多说了，譬如：

外观、针眼、白点、盲点、均匀性之类的，很多厂家都用暗箱光源来检测；有条件的话还可以抽测一些SEM，看看膜的均匀性和孔的形态，比较直观。

配料的最佳效果的确认需要检测，检测的项目有：

固含量、细度、颗粒度分布、粘度、外观等；有条件的可以照SEM来确认整体的均匀状况。

混料体系目前来讲分油系和水系，主要是从所用溶剂来区分的；水系所用溶剂为去离子水，油系一般常用溶剂为NMP。

国产膜和国外膜各有优势和劣势，国产膜最大的优势就是成本低；劣势就是在质量上，质量表现在一致性上，一致性包含厚度、孔径、孔分布、瑕疵点等。

国内隔膜厂家的现状：

1>厚度30um以上的产品比较多，但是大多数成孔都不均匀，大部分孔都拉裂了，我对国内大部分厂家的隔膜都做过评估，欣喜的发现国产膜也有做的非常好的（不知道有没有意外），国产膜有一家的均匀性超过了日本UBE，值得庆幸；

2>薄的（如20,16um）都还不成熟，有些厂家在做技术攻关，希望能有好产品出来，支持民族产业。

隔膜对电池性能影响主要有如下方面：

1>制程中，主要影响短路和低压；其次还有吸液性能；

2>电性能方面，主要影响内阻、倍率性能；

3>好的隔膜还会改善整个电池的安全性能。

高压实体系可以从一下几个方面来改善电解液的吸收：

1>电解液优化：

现在有一种添加剂可以降低界面张力，增加极片对电解液的吸收；还可以选用低粘度的配方

2>工艺优化：

可以在注液后增加高温静置，预化后也增加高温静置；

3>化成优化：

可以在化成时多增加几个小电流循环，稳定SEI膜，改善循环；

4>配方优化：

高压实体系所用的导电剂一般比较少，可以选用比表面积大些的导电剂，增加吸液率改善导电性，从而改善循环。

和切去旅行请教楼主一个问题：

对在聚烯烃隔膜表面涂覆陶瓷材料有没有研究啊？

？

现在哪家公司在这个领域做得好？

答：

表面涂覆的最多的陶瓷类材料应该属于三氧化二铝、二氧化钛以及二氧化硅吧；我知道的工艺比较成熟的应该是ATL，很早就开始涂覆隔膜了。

另外，国外的隔膜厂家也有直接把陶瓷类材料应用于隔膜里面的，比较耐高温，比如东然，他们已经将隔膜的耐温值提升到了200多度。

我的情况是这样的，我需要了解不同的电池类型需要的隔膜性能侧重点是那些？

具体怎么判断？

A.高容量电池对隔膜的要求时什么，最侧重于隔膜的哪个性能？

B.高倍率电池对隔膜的要求时什么，最侧重于隔膜的哪个性能？

C.动力电池和电动自行车对隔膜的要求时什么，最侧重于隔膜的哪个性能？

D.普通低端锂离子电池呢？

答：

隔膜在整个电池中起的电子绝缘和离子导通功能，所以选择什么样的隔膜，就要看您所关注的是哪个性能，关注倍率，那么离子导通就要强，但是要牺牲一些绝缘的功能；不关注倍率，那么就侧重于电子绝缘的功能。

所有的隔膜都需要满足如下一些性能：

1>    成本越低越好；

2>    一致性要好；

3>    制程中短路低压越少越好；

4>    耐温值，抗氧化能力越高越好；

5>    吸液值越高越好。

高容电池隔膜侧重于吸液性，孔隙率可以小一些，厚度要薄一些；

高倍率电池对孔隙率和透气度要求较高，需要较合理的孔径分布，本人有份隔膜的发明专利专门针对高倍率隔膜，有空可以搜索看看；

动力和电动自行车比较侧重安全性能，所以要求隔膜厚度要厚一些，孔隙率要小一些，而对于HEV或者PEV的隔膜则孔隙率不能太小，否则不适合倍率放电；

普通低端的电池就是成本问题了，成本越低越好，但是孔隙率还是要小一些，要不然引起组装不好就得不偿失了。

其他问题还需要论坛的友人进行补充。

本人有幸看到了国外厂家的电解液生产流程，发现在其添加剂中有SN和ADD两种材料，查了很多资料，不知道具体是什么材料，请问见多识广的楼主，是否知道答案。

另外，现在在锂电池电解液的工艺流程设计上，需要注意什么问题，比如说溶剂，溶质和添加剂在加入混合罐的时间上是否有先后，混合罐一般采用什么搅拌器形式。

请楼主推荐几本关于锂电池正负极材料和电解液的生产工艺设备的好书。

谢谢了。

答：

SN是丁二氰吧，ADD倒是不清楚是什么，丁二氰的功能应该是提高电解液的耐氧化性，通常用于高电压体系，改善电极循环。

至于电解液的混合工艺，按照本人的理解，一般是先将溶剂混合均匀，再添加锂盐，添加剂一般都是最后加入。

设备和工艺的书网上很多，你可以搜索一下。

本人非常想了解高压电解液的发展情况，比如现在有没有能在4.5V甚至以上表现稳定的电解液？

耐高压的添加剂有哪些？

如果要寻找这方面的添加剂有没有一些方法或者理论指导（就是如何入手）?

据我所了解，一些腈类，砜类，含氟类的添加剂能提高这方面的性能，不知道楼主有没有这方面的资料，如果有配方当然更好啦！

本人邮箱：

185954380@  非常感谢，请赐教

答：

按照我所了解的，目前国内高电压的技术水平只能维持在4.35V，再高的都还不是很成熟，听说某家大厂在研究4.6V的体系，在中试了，添加了特殊的添加剂。

耐高压的添加剂主要是氰类、砜类等，还有就是高浓度的电解质也可以很好的耐高压。

高电压的文献资料我倒是有一些，已经发到您的邮箱了，请查收

楼主您好，我想问下负极材料天然石墨它的粒度、密度、比表面积、碳量、球形度和各微量元数、硫、铁、绿离子、硫酸根等和各微量元数，在电池中它们起什么作用，比如粒度、密度、比表面积大与小，微量元数多与少，它们相应对电池那部分起作用?

新手请多多指点，我的邮箱（xujiamin310@）

答：

衡量负极材料性能有很多指标，您说的包含了一大部分，如：

粒度、振实密度、真密度、比表面积、晶格参数、表面形貌、克容量、灰分、杂质等。

不同锂电池的应用领域，对应选择的参数是不一样的，请合理选择。

灰分及杂质等越少越好，除非有特殊用途的元素。

楼主你好，我想了解下正负极各个材料在混料过程中以何种加料顺序才能让粉料充分的混合？

？

谢谢afurw@答：

以油系为例，一般的方法是先溶胶，再逐步加入含量少的导电剂，再加活性物质，最后加入一些消泡剂等；混合均匀要看您的搅拌机以及搅拌参数设置，包括：

搅拌时间、搅拌转速、搅拌温度等；另外，国外为了达到最佳的搅拌效果，往往都采用高粘度搅拌，您可以尝试一下。

高人，我想问一下国内做锰酸锂/钛酸锂及三元/钛酸锂电池的有没有不胀气的。

对钛酸锂胀气问题的改进关键在电解液还是材料本身？

还是其它因素？

谢谢1258658065@答：

钛酸锂由于其本身的缺陷，所以钛酸锂做成后有两大缺陷，高的比表面积以及纳米级的粒径，这两点大家都知道意味着什么，高的吸水性及高的反应活性。

所以，钛酸锂类电池在经过高温高压存储后往往都会胀气。

国内有些厂研究这个比较多，能够做到85度烘烤4小时候不胀气，涉及到别家的机密，所以，简单提一下解决办法，有二：

电解液配方改善和化成工艺改善。

我想问一下  设计电池的时候一般都说负极过量3%在哪里体现啊？

电池严重析锂都有哪些可能性啊  我们已经排除了压实和设计的问题  电解液和注液的环境也都没有问题  请高人解答  谢谢gaoping1125@答：

负极过量才3%啊，那太少了吧，负极过量体现在面密度上，我们都用CB值来衡量，CB也就是cellbalance的缩写，一般该值在1.08—1.12左右。

电池严重析锂，析锂的情况是怎么样的？

局部严重？

均匀的雾状？

没有表述清楚。

从你的提问初步判断，贵司的负极余量设计有问题！

高人啊  我也想了解一下关于高温型电解液  、倍率型电解液  以及高压型电解液的配方

还有我们在负极涂布的时候经常会看到漏箔和有针孔的现象  我想问一下  这是制浆的问题还是材料本事的问题  都有哪些可能性啊  学习中  谢谢高人  。

答：

前一半忽略。

    漏箔和针孔主要的原因是浆料在基体上的流动性不好，可以降低一些粘度试试，还请关注一下基体的清洁程度。

请问楼主：

1、较锂离子而言这么多缺陷，那目前新能源汽车电池的现实选择镍氢是否更为现实些？

2、目前国内的科力远的电池在国内处于什么水平？

3、最近购买了松下的镍氢电池工厂，松下的动力电池在什么水平？

答：

1、这位朋友提的问题比较难于回答，一个行业选择性问题本来就是难于抉择的，我们在大力推崇锂离子电池的时候，很多厂家或者车厂也在用镍氢电池做汽车电池，两者各有优缺点，相对于锂离子电池而言，镍氢电池的缺点如下：

工作电压低、能量密度低、自放电率高；所以，选择什么要看大家各自的高见了。

2、科力远本人也比较关注，好像一直是生产镍氢电池以及镍氢电池材料的厂家，镍氢这一块在国内算比较好的企业了，但是在镍氢电池应用于汽车这一块确实研究了3年却还没有订单，仅是送给车厂测试阶段；他们2007年就想上锂电项目，但是进一步的消息也没有了；

3、2011年2月科力远确实是以4000万的价格收购了松下在华的一家子公司，这家公司也是生产镍氢车载电池用的设备、配件等，这也是科力远进军镍氢EV的一大动作。

高人，咨询一下，现在的纳米碳酸铁锂，听说是未来的技术趋势，循环是使用次数也大大提高，是这样的吗？

这个会成为今后的发展方向吗？

请问，磷酸铁锂和碳酸铁锂有什么异同，性能和工艺有什么区别，另外纳米磷酸铁锂不是现在在炒吗？

性能能那么明显的体现吗？

还请能不吝指教，谢谢。

答：

纳米碳酸铁锂目前也只是一个概念，一种材料从提出到产业化最起码也得5年，所以，还请您持观望态度；

  纳米磷酸铁锂做成纳米的目的只是为了解决其导电（导电子和离子）性能以及稍微改善低温性能，但是还是不能从根本上弥补磷酸铁锂的缺陷：

高温铁溶解、批次间的一次性问题以及应用专利问题。

您好。

我是武汉无线飞翔科技有限公司的。

我总是主要是做极片在线检测的。

我想请教一下，目前国内针对动力锂电池极片检测，除了使用人工以外。

还有没有其他的检测方式？

wjymaoxiangyi@谢谢您！

答：

极片在线检测主要是如下几个方面：

1>制程中的毛刺，需要用到光学显微镜，一般好点的厂家都是自动化了;

2>涂布出来和滚压后极片的厚度，主要是千分尺；

3> 涂布出来极片的均匀性，一般是电子扫描显微镜；

4> 有些厂家还测试膜片的电阻，，主要是镀金的膜片电阻测试仪。

另外就是极片的尺寸之类的。

CB代表负极容量/正极容量

请教个实在的问题，不同的正极材料，钴酸锂、锰酸锂、三元、铁锂，这些材料在设计电池需要的cellbalance和压实范围是多少？

做容量和做动力压实肯定不一样，有时候在做混料（就是参混）cellbalance和压实都是按照参混的比例计算吗？

如有不方便发我邮箱也行249466778@,,,,,能深入了解不胜感激。

答：

这个问题太笼统了，钴酸锂的压实可以从3.5到4.3都有，锰酸锂一般都在3.2左右，三元在3.5左右，铁锂在2.2左右。

CB值一般在1.08—1.12，CB的计算是按照单位面积的活性物质的容量来计算的，和你的压实啊、怎么混啊根本没关系，只要算单位面积的活性物质的就好了

Dzｆ詪安靜您好，我是主做高倍率的，但是还一直在做隔膜实验。

最近总是出现低压，高内阻等问题！

！

很频繁了。

不知能否给些好的建议，能否发些高倍率体系的资料给我，谢谢。

dzf8686@答：

高倍率电池用的隔膜比较特殊，一般具有高孔隙率和小的透气度，所以在做隔膜实验的时候一定要关注这两个指标，不能为了追求倍率而放弃制程中的问题。

倍率好的隔膜，制程中的问题也会很多，短路、低压等，所以选择隔膜需要慎重。

至于高内阻问题，如果其他因素都可以排除，仅是由隔膜引起的话，那你们的隔膜供应太差了，请务必制定一个你所用隔膜的标准，关键指标还是孔隙率和透气度。

祝你好运，选到一款适合您而且稳定的隔膜

您好！

我想问问锰酸锂电池正极用水性粘结剂，压实一般多大？

然后还有正极水性涂布的话，极片厚度反弹一般都在5um，能有什么办法减少这个反弹呢？

谢谢回答！

708887112@答：

这个要看您用的是哪一款锰酸锂以及配方loading怎样，不同的锰酸锂压实密度会有波动，如果采用水系的话要稍微比油系低一些。

一般水系的水平也就是在3.0左右。

反弹主要是由极片内部的应力引起的，所以需要尽可能的消除由辊压引起的内部应力，消除的方法如下，仅供参考：

1>    采用两次冷压，中间搁置或者烘烤一段时间；

2>    设计避免，给其反弹的余量，允许反弹；

3>    有些厂家还尝试过冷压一遍后用溶剂浸泡、烘烤，然后再压。

回复barry_tt的帖子

請教個問題

我們實驗室正極製漿採用聚四氟乙烯罐子和瑪瑙珠在球磨機上混合球磨的方式。

有時塗片會發現有小顆粒，這是不是沒有混勻？

塗好烘乾的片子經過輥壓機輥壓之後能看到不平（有的地方很光，有地地方沒有光澤），這樣主要是由於混料不勻還是塗片不勻造成的？

由於學校條件限制，我們只能使用手工塗片的方式，樓主有沒有什麽建議可以給我？

不勝感激郵箱：

barrytt@

答：

按照您这样的现象，的确是混料极度不均匀；建议您从以下几个方面试着改善：

1>适当的加长搅拌时间，尤其是比较难分散物质的搅拌时间；

2>将配方中的所有物质分批加入，对于量大的物质应该采取少量多次加入；

3>如果资金允许，可以申请一些小型的搅拌转子，这样效果会好些；

4>涂布之前最好过滤，将大颗粒或者团聚的颗粒过滤掉。

压实密度

　　压实密度（compacteddensity）

　　一.定义：

　　压实密度的计算公式：

压实密度=面密度/材料的厚度

　　在锂离子电池设计过程中，压实密度=面密度/（极片碾压后的厚度—集流体厚度），单位：

g/cm3

　　压实密度分为：

负极压实密度Anodedensity（或称为阳极压实密度）和正极压实密度Cathodedensity（或称为阴极压实密度）。

　　二.原理:

　　锂离子动力电池在制作过程中，压实密度对电池性能有较大的影响。

通过实验证明，压实密度与片比容量，效率，内阻，以及电池循环性能有密切的关系。

找出最佳压实密度对电池设计很重要。

一般来说，压实密度越大，电池的容量就能做的越高，所以压实密度也被看做材料能量密度的参考指标之一。

压实密度不光和颗粒的大小、密度有关系，还和粒子的级配有关系，压实密度大的一般都有很好的粒子正态分布。

可以认为，工艺条件一定的条件下，压实密度越大，电池的容量越高。

　　实验得出以下结论：

合适的正极压实密度可以增大电池的放电容量，减小内阻，减小极化损失，延长电池的循环寿命，提高锂离子电池的利用率。

在压实密度过大或过小时，不利于锂离子的嵌入嵌出。

　　现在常用的正极材料（钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等）和负极材料（人造石墨、天然石墨、复合石墨等），由于材质不同，压实密度也有较大的差别。

　　三.其它

在其它工程项目,如如填土、路基等相关计算中也经常会提及这个名词。

压实越大好，还是越小好？

两者之间关系是怎么样的？

理论上讲压实越大越好。

但实际上压实的大小取决于你对电池性能的定位。

压实很大，通常容量会比较高，但倍率性能不会很好，同样压实不高，容量不会很好，但倍率性能会很好。

当然这是在一定范围内的，什么东西都不能过了，一味的追求压实即压实过大也会对电池性能有影响譬如电解液很难浸透吸附。

压实过小也会有影响比如掉料极片过厚等等。

这些也是我在论坛上学习总结的一点点，希望能帮到你

LZ确实知识面极广，佩服佩服！

有两个问题想请教一下LZ，盼不吝指教

1：

现在一些常见的导电剂种类及其大致的导电网络构架原理

2：

高倍率电池（铁锂，30C以上）主要通过哪些途径来进一步提升性能

答：

1>导电剂有纳米级的导电碳如SP、石墨类的导电剂如KS系列、碳纳米管CNT、碳纤维如VGCF、还有乙炔碳黑等。

这些都是靠接触来导电，只不过有些是靠点接触，而有些是靠线接触如VGCF，只要是从其形状来决定的。

另外，不同的导电剂，其电阻率是不一样的，有资料显示，碳纳米管的导电性能最好，但是其和VGCF一样，存在分散难的问题。

2>提升倍率性能请从以下方面考虑：

a、降低面密度；b、增加导电剂的量；c、采用离子电导很高的电解液，也就是盐浓度调高，介电常数高的溶剂等。

我想了解下如何使化成时的不可逆容量最小化，以及设计化成时注意点，另外做电池时如何使材料的压实最大，通过减少导电剂的含量？

做电池时面密度是不是越小越好？

qhl_yy@

答：

1>不可逆容量主要是形成了表面保护膜以及结构的缺陷损失，所以，从这个原因考虑，要减小不可逆容量得从材料本身着手，譬如：

减少材料的比表面积，改善烧结条件使材料表面更均匀，结构以及晶格要稳定等等，材料制作方面我不是很熟，仅从原理上解答；

2>如果材料定了的话，想增加材料的压实得从配方上考虑，尽量减少辅助材料的量，还可以通过不同粒径的材料混合，以达到更大的振实密度，之前的帖子有回复这个问题；

3>对于电性能来讲，面密度确实是越小越好，但是要考虑整个电池的综合性能，例如：

能量密度，面密度小了能量密度很难做上去；成本，面密度小了，相同的容量需要的成本要高很多；等等。

要看您对电池综合性能的评估。

请教大侠三个问题：

1、电解液中各种添加剂的作用是什么？

如PC、VC、PS、BP、苯乙酮等，其作用机理是什么？

2、电池微短路是怎样造成的，若是金属颗粒，那各金属对电池电压降的影响有什么样的关系？

如Fe、Cu、Al等，有没有这方面的资料可以分享一下？

不胜感激ciliyizhong@

3、我们公司自动分切时，极片头部的保护胶带容易被切刀切伤，使得正极头部铝箔有外露，有安全隐患，请问大侠在不改用手工贴胶或极片头部卷边的前提下，有什么好的方法改善此问题，如在切刀上或保护胶带上有什么好的建议?

谢谢

答：

1>PC主要是用作电解液溶剂，与EC结构相似，都为环状酯，与天然石墨相互作用会发生共嵌；VC和PS主要是成膜添加剂，主要改善SEI膜的稳定，从而改善电池的循环以及高温，PS改善高温更明显；BP是联苯，主要是过充添加剂，通过高电压下发生聚合反应而使正负极之前形成电子通路，阻止电压进一步上升；苯乙酮是一种电容器用电解液溶剂。

2>电池微短路形成有很多种原因，相对而言，金属形成的微短路较少，除非你的正极或者绝缘胶含有N多金属杂质，一般来说，微短路形成主要有以下几方面：

a、极片粉尘；b、极片毛刺；c、环境粉尘；d、操作不当；等等。

3>这个没有很好的建议，只有补胶或者将切刀走片的缝隙调大一些。

1.如何判断搅拌每一步是OK的，最好可量化

2.看楼主回复，倾向于粉料往胶液中加，但见过报告和很多专家说干混有利于性能发挥，不晓得楼主怎么看的

3.业内活性物质含量最高能做到多少？

（常规体系的，负极天然石墨）正极导电剂与粘结剂有最佳比例吗，负极CMC与SBR有最佳比例吗？

答：

1>判断搅拌OK，请从以下几点去确定：

a、细度，细度大小和你的活性材料有关，一般接近你材料的D90，复杂一点的可用颗粒度分布来表示；b、固含量和粘度，这个和你的配方有关系，需要自己研究合理的值；

2>之前回复的粉料不限于单一的物质，也包含干混后的混合物；

3>目前批量化的最高的Loading应该可以达到98%；正极的导电剂和粘结剂最佳比例要看你用的材料参数，不同的材料配方是不同的，所以，请您需要告诉我你所用材料的型号以及参数，我才能给你判断什么样的配方是合理的。

请问楼主，导电剂有纳米级的导电碳如SP、石墨类的导电剂如KS系列、碳纳米管CNT、碳纤维如VGCF、乙炔碳黑等，这些导电剂的区别是什么，为什么正极配料不单独加KS-6，而可以只加SP。

邮箱：

beautiful-heart6@，非常感谢

答：

这些导电剂的主要区别为：

形状、导电机理和能力不一样、制作工艺不一样。

KS-6是一种石墨类的导电剂，其颗粒比较大，单独使用的话导电性能其实是比较差的，所以要配合SP等其他导电剂，以达到协同效应；另外，KS-6还有一种作用就是增加正极的柔软度。

而SP本身就具有很好的导电性能，所以在倍率要求不是很高的情况下是可以单独使用的

楼主，能不能大概介绍下锂电中用到的各种材料热失控温度是多少？

答：

热失控温度和材料的充电状态有关，对于完全充电态的正极材料，热失控温度大约如下：

钴酸锂：

185度；锰酸锂：

260度；三元：

200度；磷酸铁锂：

300度；二元：

170

看着楼主的回复相当精彩，有个疑问一直困扰：

我做高倍率电池时是降低极片厚度、体密度，而日韩的高倍率电池极片厚度与体密度都很高，与我做的高容量电池相当啦。

可高倍率循环性能还是很好。

我应该从那里下手做到这些呢？

谢谢！

答：

请从如下方面提升倍率性能：

1>电解液：

尽量提升离子电导；

2>配方：

采用高电导的导电碳；

3>活性材料：

颗粒度以及晶格参数等等；

4>隔膜：

孔隙率选择要合适；

5>压实密度：

压实要比较合适，最好做半电池确定合理的压实密度。