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?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,，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)過程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過程,，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科技大學(xué)的談鵬課題組（第一作者 Zhiyuan Zhang）通過探究外部壓力對(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)過程的極化,，而且在電池循環(huán)過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

?1. 背景如之前文章所述：《極片柔韌性—可彎曲性or可復(fù)原性,？》,，柔韌性可以區(qū)分為可復(fù)原性（重復(fù)彎曲的能力）和可彎曲性（彎曲一次而不斷裂的能力）?？蓮?fù)原性的側(cè)重點(diǎn)在于極片在多次彎曲過程中發(fā)生形變后的恢復(fù)能力和長(zhǎng)期穩(wěn)定性,。關(guān)于可復(fù)原性的評(píng)價(jià)，元能科技的BEF1000支持疲勞模式的試驗(yàn),，可以測(cè)試極片在多

?1. 背景鋰離子電池極片是一種由電極涂層和集流體箔材組成的三層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，即顆粒組成的涂層均勻地涂敷在金屬集流體兩側(cè),。極片的機(jī)械穩(wěn)定性對(duì)電池有重要影響，機(jī)械穩(wěn)定性差的極片可能出現(xiàn)的失效方式包括：涂層從集流體剝離,、涂層開裂,，活性顆粒脫落等，這些都會(huì)影響電池的容量和循環(huán)壽命,。除了影響電池的性能外,，極片

?前 言隨鋰電行業(yè)的發(fā)展，硅基負(fù)極材料因其高理論比容量而成為鋰離子電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),。硅基負(fù)極漿料通常使用去離子水作為溶劑,，采用表面改性和元素?fù)诫s等技術(shù)來提升材料性能，但這些技術(shù)可能引入不穩(wěn)定因素,，如表面堿性和包覆不完整,，導(dǎo)致納米硅暴露并與氫氧根離子反應(yīng)，使硅基材料容易在鋰電池生產(chǎn)過程勻漿工序出現(xiàn)產(chǎn)氣

?通過擴(kuò)散誘導(dǎo)熵輔助表面工程調(diào)控富鋰層狀正極的陰離子氧化還原可逆性第一作者：趙佳雨通訊作者：蘇岳鋒,，董錦洋，陳來發(fā)表單位：北京理工大學(xué),，北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心,，元能科技（廈門）有限公司使用設(shè)備：元能科技GVM2200原位產(chǎn)氣分析系統(tǒng) 01 研究背景無鈷富鋰錳基層狀氧化物（LMROs）由于其高比容量和

?前 言碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)是黨的二十大報(bào)告強(qiáng)調(diào)要積極穩(wěn)妥推進(jìn)的雙碳目標(biāo),，在此大背景下,，新能源電池產(chǎn)業(yè)作為綠色產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,，迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也面臨著越來越多的挑戰(zhàn),。當(dāng)前鋰離子電池已在3C類電子設(shè)備,、電動(dòng)汽車及儲(chǔ)能領(lǐng)域得到廣泛發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)于更高能量密度,、更優(yōu)性能鋰離子電池的需求急劇增長(zhǎng)

?眾所周知,，鋰離子電池在脫/嵌鋰時(shí)會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)的膨脹與收縮。對(duì)于負(fù)極材料而言,，無論是石墨的插層嵌鋰,，還是硅基負(fù)極的合金化嵌鋰，其共性均為嵌鋰時(shí)發(fā)生較為明顯的體積膨脹,，而脫離時(shí)體積明顯收縮,，這與常規(guī)認(rèn)知相符。但是在對(duì)軟包電芯的膨脹測(cè)試時(shí),，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)某些體系（尤其是高鎳三元體系）的軟包電芯在充電末端會(huì)從體積

?前 言產(chǎn)氣是電池在制程以及使用過程中不可避免的現(xiàn)象,，如化成產(chǎn)氣、循環(huán)產(chǎn)氣,、過充過放產(chǎn)氣,、存儲(chǔ)產(chǎn)氣等，在不同的工況條件下對(duì)產(chǎn)氣量以及產(chǎn)氣成分的要求也不同,，其中,，存儲(chǔ)產(chǎn)氣測(cè)試是為了模擬電芯在擱置存放階段的性能穩(wěn)定性，能夠幫助研發(fā)人員更好的優(yōu)化材料和電芯設(shè)計(jì),。另外,，隨著高容量硅基負(fù)極材料的快速發(fā)展，硅基表

?鋰離子電池具有高比能量,、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn),，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車以及儲(chǔ)能領(lǐng)域,。不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)高溫存儲(chǔ)有著不同程度要求,，特別是手機(jī)、平板和筆記本領(lǐng)域?qū)︿囯姵馗邷卮鎯?chǔ)有明確要求,。目前已經(jīng)有一些技術(shù)人員研究了不同電壓下不同溫度存儲(chǔ)對(duì)電芯性能影響,，也對(duì)其有相應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行了解釋。但原位定量分析高溫

?近年來,，人們對(duì)電池的續(xù)航時(shí)間,、安全性、快速充電等性能提出越來越高的要求,。硅基負(fù)極材料因具有比容量高,、安全性好,、來源豐富等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是新型高性能鋰離子電池負(fù)極材料,。隨著高容量硅基負(fù)極材料（如納米硅碳和氧化亞硅碳負(fù)極材料）的發(fā)展,，表面改性和元素?fù)诫s等手段被廣泛地應(yīng)用于材料性能的提升，其中預(yù)鋰化技術(shù)對(duì)于

?鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于生活的方方面面,，比如手機(jī),、汽車或者家用儲(chǔ)能等，因此對(duì)鋰離子電池的各類性能評(píng)估也顯得尤為重要,。我們知道鋰電池在充放電過程中會(huì)發(fā)生膨脹或收縮,，因此在設(shè)計(jì)鋰電池模組時(shí)，膨脹參數(shù)是必須要考慮的重要參數(shù)之一,。此外,，隨著高比容量的新一代負(fù)極的出現(xiàn)（例如硅基負(fù)極或者鋰金屬負(fù)極），其結(jié)構(gòu)膨脹比

?漿料是鋰離子電池生產(chǎn)的重要中間產(chǎn)物,，漿料的均勻性和穩(wěn)定性極大的影響了最終電芯的一致性及電化學(xué)性能,。目前監(jiān)控漿料的方法僅有黏度參數(shù)，無法準(zhǔn)確的評(píng)估其電性能的均勻性和穩(wěn)定性,，而漿料電阻率參數(shù)與漿料的配方,、導(dǎo)電劑種類及含量、粘結(jié)劑種類及含量等都有顯著相關(guān)性,，且漿料在攪拌完成后靜置一段時(shí)間可能會(huì)出現(xiàn)凝膠沉降

?電池的倍率性能影響電池充放電的快慢及壽命,，如何降低電池內(nèi)阻，提升電池的倍率性能是電池研究人員在不斷探索的方向,。電池的內(nèi)阻由不同組件構(gòu)成，如圖1扣式電池的組成結(jié)構(gòu),，內(nèi)阻包含正負(fù)極殼,、正負(fù)極極片、隔膜,、墊片/彈片以及各部分之間的接觸電阻,，若進(jìn)一步從整個(gè)扣式電池的制備流程上分析，不同層級(jí)的組件電阻會(huì)影響最

?1. 全固態(tài)電池的制程工藝流程全固態(tài)電池制程工藝主要包括電解質(zhì)合成,、成膜、電芯組裝三個(gè)階段,，其中電解質(zhì)合成包括原料的預(yù)處理,、混合、燒結(jié)及燒結(jié)后的顆粒破碎微納化等幾個(gè)階段,，以LPSC的合成為例,，經(jīng)破碎后的LiCl,、P4S10與Li2S充分混合，混合物經(jīng)200-600℃,，10-20h燒結(jié)后可獲得LPSC

?文章概述在鋰電研究領(lǐng)域,，已報(bào)道的研究表明人造石墨的容量與其電導(dǎo)率和晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，但并沒有詳細(xì)研究電子或鋰離子電導(dǎo)率與晶體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,。本工作試圖在電導(dǎo)率和晶體結(jié)構(gòu)之間建立一座橋梁,，以深入探索它們對(duì)鋰存儲(chǔ)性能的影響。石墨被認(rèn)為是一種活化能為零的半導(dǎo)體或半金屬,，其中La值代表與石墨烯層平行的基面,，

?1. 摘要在未來市場(chǎng)的角逐中,，大圓柱電池核心優(yōu)勢(shì)聚焦于高安全性,、卓越的高倍率充放電能力、頂尖的能量密度以及高性價(jià)比,。其堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)賦予了極高的結(jié)構(gòu)剛性,，這一特性曾普遍被視為在電池充放電循環(huán)中體積保持穩(wěn)定的保證。然而,，深入探究之下,，我們不禁要問：大圓柱電池真的能做到體積紋絲不動(dòng)嗎？通過精密原位測(cè)試,，

?硅(Si)負(fù)極材料因其理論容量高(4200mAh/g),、資源豐富等獨(dú)特優(yōu)勢(shì),，有望替代目前應(yīng)用廣泛的石墨負(fù)極，成為下一代鋰離子電池的主要負(fù)極材料1?2,。目前最有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化的硅基負(fù)極是硅碳負(fù)極和硅氧負(fù)極,，二者雖然均具有較高的比容量，但是由于硅的合金化脫嵌鋰機(jī)制,，其帶來的結(jié)構(gòu)膨脹也十分顯著,。較大的

?前 言基于能量密度高、放電容量大,、綜合成本低等優(yōu)勢(shì)的三元正極材料（NCM）,，特別是高鎳三元材料，會(huì)是未來三元正極的主要發(fā)展趨勢(shì),。本期文章主要就高鎳三元材料的基本特征,、材料自身問題點(diǎn)、當(dāng)前相關(guān)研究情況等做相關(guān)梳理和討論,。高鎳材料的基本特征NCM三元材料由于元素本身的特點(diǎn),，不同的元素在材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)