现已广泛被大家使用的锂离子电池是由锂电池发展而来的。所以在认识锂离子电池之前，我们先来介绍一下锂电池。举例来讲，以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。锂电池的负极材料是锂金属，正极材料是碳材。按照大家习惯上的命名规律，我们称这种电池为锂电池。锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极材料是碳材。电池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程，为了区别于传统意义上的锂电池，所以人们称之为锂离子电池。

一.锂离子电池的构成

1.电池盖
2.正 极

目前正在使用和开发的锂电池正极材料主要包括钴酸锂、镍钴酸锂、镍锰钴三元材料，尖晶石型的锰酸锂，橄榄石型的磷酸铁锂等。中国目前正极材料主要包括钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂。正极材料的应用领域分化明显，目前钴酸锂依然是小型锂电领域正极材料的主力，主要用于传统3C领域等；三元材料和锰酸锂主要在小型锂电中应用，在日本与韩国其作为动力电池的技术较为成熟，主要用于电动工具、电动自行车和电动汽车等领域；磷酸铁锂在国内在动力电池领域应用，并且是未来储能电池发展的方向，主要用于基站和数据中心储能、家庭储能、风光电储能等领域。
（1）钴酸锂 ——钴酸锂将逐渐被替代
     第一代商品化的锂离子电池正极材料，还有许多不可取代的优势：材料的加工性能很好，密度高，比容量相对较高，材料的结构稳定，循环性能好，材料的电压平台较高且比较稳定，是目前最成熟，也是唯一商业化的正极材料，在短时间内，特别是在通讯电池领域还有不可取代的优势。但仍存在缺点，价格昂贵、容量几乎发挥到了极限、资源紧缺、安全性差等缺陷使得其必然在最近的5到10年内遭受被取代命运。现在取代钴酸锂材料有两个方向，一是在动力电池领域，锰酸锂和磷铁酸锂是最有希望的材料，二是在通讯电池领域，镍钴锂和镍钴锰锂三元材料是最有希望代替钴酸锂的正极材料。锂离子二次电池正极材料（钴酸锂）的液相合成工艺，它采用聚乙烯醇（ＰＶＡ）或聚乙二醇（ＰＥＧ）水溶液为溶剂，锂盐、钴盐分别溶解在ＰＶＡ或ＰＥＧ水溶液中，混合后的溶液经过加热，浓缩形成凝胶，生成的凝胶体再进行加热分解，然后在高温下煅烧，将烧成的粉体碾磨、过筛即得到钴酸锂粉。与现有技术相比，本发明具有合成温度低，得到的产品纯度高、化学组成均匀等优点。测试用全自动F-Sorb2400比表面积测试仪。

（2）三元材料—— 具有较好的低成本优势

三元材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点，具有价格优势，但其应用受到钴价格的影响，当钴价格处于高位时，三元材料价格较钴酸锂低，具有较强的市场竞争力；但当钴价格处于低位时，三元材料相较于钴酸锂的优势就大大减小。目前，钴酸锂材料存在被三元材料替代的发展大趋势。三元材料为镍、钴、锰按照一定的比例，再导入锂源制备而成。虽然Tesla(著名的特斯拉电动汽车公司)旗下首款车型Roadster推出时使用的是18650钴酸锂电池，但其第二款量产车型Model-S使用的是松下定制的三元材料电池，即镍钴铝三元正极材料电池。钴酸锂电池成本高的特征在Tesla前后两款车型的对比中表现得十分明显。Model-S使用的电池数量达到8000以上，比Roadster高出一千多节，但是成本却下降了30%，这正是得益于三元电池较好的成本控制。目前我国在高性能动力锂电用NCM三元材料上和国际市场还存在较大的差距，在稳定性控制上存在设备和技术上的双重障碍，开发明显落后，国外已在大量使用，中国企业尚无产品出现。

（3）锰酸锂 锰酸锂占比也将上升
     由于安全问题和高昂的价格，钴酸锂正极材料始终没有完全进入动力电池领域。而锰酸锂则具有原料锰资源丰富、价格低廉及无毒性等优点。层状锰酸锂LiMnO2用作锂离子电池正极材料的缺点是虽然容量很高，但在高温下不稳定，而且在充放电过程中易向尖晶石结构转变，导致容量衰减过快。目前国内大型的正极材料生产企业都在积极的开发高温循环改善的锰酸锂材料。锰酸锂材料的应用集中在消费类电池市场，主要与钴酸锂掺混使用于低端的钢壳电池上，或者单独用于动力电池，动力电池以电动自行车电池为主。预测到2015年三元材料在正极材料中的占比将上升至35%，锰酸锂占比将上升至30%，而钴酸锂将下降至25%。
（4）磷酸铁锂 仍存在较大技术提高空间
     在动力电池领域，磷酸铁锂正极材料的低温性能和倍率放电已经可以达到钴酸锂的水平，目前是市场上最有希望的动力电池材料。但是受制于技术瓶颈，磷酸铁锂电池一致性和单位能量密度较低。在动力电池正极材料产业领域，中、日、韩、美动力电池企业采用不同的材料体系。中国企业以磷酸铁锂为主，日韩企业以锰酸锂和三元材料为主。目前在国内，已有较为成熟的磷酸铁锂储能系统。但与全球技术水平对比来看，目前中国磷酸铁锂材料产业化的发展仍低于国外发达国家的水平，如材料生产和应用方面的连续性和稳定性都不足，能量密度也始终无法提高。2012全球磷酸铁锂同比增速为56.66%，而中国只有5.77%。磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料是近几年才出现的事，国内开发出大容量磷酸铁锂电池是2005年7月。其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的，这些也正是动力电池最重要的技术指标。1C充放循环寿命达2000次。单节电池过充电压30V不燃烧，穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易串联使用。以满足电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，是新一代锂离子电池的理想正极材料。

【附：锂电池正极材料对比】
　　A.钴酸锂
　　优点：第一代商品化的锂离子电池正极材料，还有许多不可取代的优势：材料的加工性能很好，密度高，比容量相对较高，材料的结构稳定，循环性能好，材料的电压平台较高且比较稳定，是目前最成熟，也是唯一商业化的正极材料，在短时间内，特别是在通讯电池领域还有不可取代的优势
　　缺点：价格昂贵、容量几乎发挥到了极限、资源紧缺、安全性差等缺陷使得其必然在最近的5到10年内遭受被取代命运。现在取代钴酸锂材料有两个方向，一是在动力电池领域，锰酸锂和磷铁酸锂是最有希望的材料，二是在通讯电池领域，镍钴锂和镍钴锰锂三元材料是最有希望代替钴酸锂的正极材料。
　　B. 磷酸铁锂
　　优点：低廉的价格，较高的安全性能，较好的结构稳定性，优越的循环性能使得其作为动力电池和备用电源领域有广阔的应用前景。
　　缺点：振实密度低，体积比容量低，电导率低，低温放电性能差，倍率放电差等问题需要继续研究和改进
　　C. 镍钴锰
　　优点：容量比较高的材料，其比容量比钴酸锂高出30%以上，而且和钴酸锂有相同的上下限电压，比较容易规模化利用，价格相对便宜。安全性也相对较好，价格相对较低，与电解液的相容性好，循环性能优异，是最有可能在小型通讯和小型动力领域同时应用的电池正极材料，甚至有在大型动力领域应用的可能。
　　缺点：材料的合成相对困难，材料的密度相对较低，材料的电压平台较低，充放电效率较低，和电解液相容性和安全性差等缺陷，还有待解决。
　　评论：此材料的高容量和高安全性是其他材料无法比拟的，必将最近的几年内推向市场。随着研究的深入，产业化会在最近两年内得到迅速发展。
　　D. 锰酸锂
　　优点：通过多年的研究，材料的性能得到较大的改善。其较高的安全性，低廉的价格，使其在动力电池领域有广阔的应用前景
　　缺点：比容量相对较低，高温循环较低。
　　

3.隔 膜----一种特殊的复合膜
4.负 极----活性物质为碳

石墨电极,主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。
　　石墨电极包括：（1）普通功率石墨电极。允许使用电流密度低于17A／厘米2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。（2）抗氧化涂层石墨电极。表面涂覆一层抗氧化保护层的石墨电极，形成既能导电又耐高温氧化的保护层，降低炼钢时的电极消耗。（3）高功率石墨电极。允许使用电流密度为18～25A／厘米2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。（4）超高功率石墨电极。允许使用电流密度大于25A／厘米 2的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉。
5.有机电解液

　电解液是锂电池四大关键材料之一，号称锂离子电池的“血液”，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。锂离子电池电解液是由电解质六氟磷酸锂（LiPF6）加上有机溶剂EC、EMC、DEC、DMC等配合而成。六氟磷酸锂由五氯化磷和溶解在无水氟化氢中的氟化锂反应结晶而成，其供货商主要在国外，如德国Merck公司和日本Stella公司。我国是继日本之后全球第三个产业化六氟磷酸锂的国家，国内有金光高科有限公司、天津化工设计研究院、山东肥城市兴泰化工厂等少数企业能生产。

6.电池壳

二.锂离子电池的配料

（一）.配料目的：
　　配料过程实际上是将浆料中的各种组成按标准比例混合在一起，调制成浆料，以利于均匀涂布，保证极片的一致性。配料大致包括五个过程，即：原料的预处理、掺和、浸湿、分散和絮凝。

（二）.配料原理：

1.正极配料原理

a.、 原料的理化性能。

（1） 钴酸锂：非极性物质，不规则形状，粒径D50一般为6-8μm，含水量≤0.2%，通常为碱性，PH值为10-11左右。
　　锰酸锂：非极性物质，不规则形状，粒径D50一般为5-7 μm，含水量≤0.2%，通常为弱碱性，PH值为8左右。

（2） 导电剂：非极性物质，葡萄链状物，含水量3-6%，吸油值~300，粒径一般为2-5 μm；主要有普通碳黑、超导碳黑、石墨乳等，在大批量应用时一般选择超导碳黑和石墨乳复配；通常为中性。

（3） PVDF粘合剂：非极性物质，链状物，分子量从300，000到3，000，000不等；吸水后分子量下降，粘性变差。

（4） NMP：弱极性液体，用来溶解/溶胀PVDF，同时用来稀释浆料。

b. 原料的预处理

（1） 钴酸锂：脱水。一般用120 oC常压烘烤2小时左右。

（2） 导电剂：脱水。一般用200 oC常压烘烤2小时左右。

（3） 粘合剂：脱水。一般用120-140 oC常压烘烤2小时左右，烘烤温度视分子量的大小决定。

（4） NMP：脱水。使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施，直接使用。

c. 原料的掺和：

（1） 粘合剂的溶解（按标准浓度）及热处理。

（2）钴酸锂和导电剂球磨：使粉料初步混合，钴酸锂和导电剂粘合在一起，提高团聚作用和的导电性。配成浆料后不会单独分布于粘合剂中，球磨时间一般为2小时左右；为避免混入杂质，通常使用玛瑙球作为球磨介子。

d. 干粉的分散、浸湿：

（1）原理：固体粉末放置在空气中，随着时间的推移，将会吸附部分空气在固体的表面上，液体粘合剂加入后，液体与气体开始争夺固体表面；如果固体与气体吸附力比与液体的吸附力强，液体不能浸湿固体；如果固体与液体吸附力比与气体的吸附力强，液体可以浸湿固体，将气体挤出。当润湿角≤90度，固体浸湿。当润湿角＞90度，固体不浸湿。正极材料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿，所以正极粉料分散相对容易。

（2） 分散方法对分散的影响：
　　A、 静置法（时间长，效果差，但不损伤材料的原有结构）；
　　B、 搅拌法；自转或自转加公转（时间短，效果佳，但有可能损伤个别
　　材料的自身结构）。

（二）、负极配料原理（大致与正极配料原理相同）

1、 原料的理化性能。

（1）石墨：非极性物质，易被非极性物质污染，易在非极性物质中分散；不易吸水，也不易在水中分散。被污染的石墨，在水中分散后，容易重新团聚。一般粒径D50为20μm左右。颗粒形状多样且多不规则，主要有球形、片状、纤维状等。

（2） 水性粘合剂（SBR）：小分子线性链状乳液，极易溶于水和极性溶剂。

（3） 防沉淀剂（CMC）：高分子化合物，易溶于水和极性溶剂。

（4）异丙醇：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂网状交链，提高粘结强度。
　　乙醇：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂线性交链，提高粘结强度（异丙醇和乙醇的作用从本质上讲是一样的，大批量生产时可考虑成本因素然后选择添加哪种）。

（5）去离子水（或蒸馏水）：稀释剂，酌量添加，改变浆料的流动性。

2、 原料的预处理：

（1）石墨：A、混合，使原料均匀化，提高一致性。B、300~400℃常压烘烤，除去表面油性物质，提高与水性粘合剂的相容能力，修圆石墨表面棱角（有些材料为保持表面特性，不允许烘烤，否则效能降低）。

（2） 水性粘合剂：适当稀释，提高分散能力。

3、 掺和、浸湿和分散：

（1） 石墨与粘合剂溶液极性不同，不易分散。

（2） 可先用醇水溶液将石墨初步润湿，再与粘合剂溶液混合。

（3） 应适当降低搅拌浓度，提高分散性。

（4）分散过程为减少极性物与非极性物距离，提高势能或表面能，所以为吸热反应，搅拌时总体温度有所下降。如条件允许应该适当升高搅拌温度，使吸热变得容易，同时提高流动性，降低分散难度。

（5） 搅拌过程如加入真空脱气过程，排除气体，促进固-液吸附，效果更佳。

4、 稀释。将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。

（三）、 配料注意事项：

1、 防止混入其它杂质；
2、 防止浆料飞溅；
3、 浆料的浓度（固含量）应从高往低逐渐调整，以免增加麻烦；
4、 在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底，确保分散均匀；
5、 浆料不宜长时间搁置，以免沉淀或均匀性降低；
6、 需烘烤的物料必须密封冷却之后方可以加入，以免组分材料性质变化；
7、搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主；搅拌桨的使用以浆料分散难度进行更换，无法更换的可将转速由慢到快进行调整，以免损伤设备；
8、 出料前对浆料进行过筛，除去大颗粒以防涂布时造成断带；
9、 对配料人员要加强培训，确保其掌握专业知识，以免酿成大祸；
10、 配料的关键在于分散均匀，掌握该中心，其它方式可自行调整

三.锂离子电池制作、使用常遇到的问题

1.为什么锂电池都用铝作正极集流体、铜作负极集流体

（1）.采用两者做集流体都是因为两者导电性好,质地比较软(可能这也会有利于粘结)，也相对比较廉价。

（2）.铝本身是很活泼的,在低电位下，铝会出现嵌锂，生成锂合金。不宜做负极集流体；如果把铝箔做负极集流体的话，铝会和锂片形成合金后，就粉化了，严重影响电池的使用寿命及性能。

（3）.铜在高电位下会氧化，不宜做正极集流体，铜表面氧化层属于半导体，电子导通，氧化层太厚，阻抗较大；同时Li不易与Cu在低电位下形成嵌锂合金，适于作负极集流体。

2.软包锂电池正极为什么用铝做极耳，负极用镍

（1）.采用两者做集流体都是因为两者导电性好,质地比较软(可能这也会有利于粘结)，也相对常见比较廉价，同时两者表面都能形成一层氧化物保护膜。

（2）.铜/镍表面氧化层属于半导体，电子导通，氧化层太厚，阻抗较大；而铝表面氧化层氧化铝属绝缘体，氧化层不能导电，但由于其很薄，通过隧道效应实现电子电导，若氧化层较厚，铝箔导电性级差，甚至绝缘。一般集流体在使用前最好要经过表面清洗，一方面洗去油污，同时可除去厚氧化层。

（3）.正极电位高，铝薄氧化层非常致密，可防止集流体氧化。而铜/镍箔氧化层较疏松些，为防止其氧化，电位比较低较好，同时Li难与Cu/镍在低电位下形成嵌锂合金，但是若铜/镍表面大量氧化，在稍高电位下Li会与氧化铜/镍发生嵌锂发应。而铝箔不能用作负极,低电位下会发生LiAl合金化。

（4）.集流体要求成分纯。Al的成分不纯会导致表面膜不致密而发生点腐蚀，更甚由于表面膜的破坏导致生成LiAl合金。

3.过充电

（1）.石墨负极的过充反应：

电池在过充时，锂离子容易还原沉积在负极表面：Li＋＋e→Li（s），沉积的锂包覆在负极表面，阻塞了锂的嵌入。导致放电效率降低和容量损失，原因有：

①可循环锂量减少；

②沉积的金属锂与溶剂或支持电解质反应形成Li2CO3，LiF 或其他产物；

③金属锂通常形成于负极与隔膜之间，可能阻塞隔膜的孔隙增大电池内阻。

④由于锂的性质很活泼，易与电解液反应而消耗电解液.从而导致放电效率降低和容量的损失。

快速充电，电流密度过大，负极严重极化，锂的沉积会更加明显。这种情况容易发生在正极活性物相对于负极活性物过量的场合，但是，在高充电率的情况下，即使正负极活性物的比例正常，也可能发生金属锂的沉积。

（2）.正极过充反应
当正极活性物相对于负极活性物比例过低时，容易发生正极过充电。正极过充导致容量损失主要是由于电化学惰性物质（如Co3O4，Mn2O3 等）的产生，破坏了电极间的容量平衡，其容量损失是不可逆的。

λ-MnO2
锂锰反应发生在锂锰氧化物完全脱锂的状态下：
λ-MnO2→Mn2O3+O2(g)

（3）.电解液在过充时氧化反应
当压高于4.5V时，电解液就会氧化生成不溶物（如Li2CO3）和气体，这些不溶物会堵塞在电极的微孔里面阻碍锂离子的迁移而造成循环过程中容量损失。

影响氧化速率因素：
正极材料表面积大小 ，集电体材料，所添加的电剂（炭黑等），炭黑的种类及表面积大小在目前较常用电解液中，EC/DMC被认为是具有最高的耐氧化能力。溶液的电化学氧化过程一般表示为：

溶液→氧化产物(气体、溶液及固体物质)+ne-
　　任何溶剂的氧化都会使电解质浓度升高，电解液稳定性下降，最终影响电池的容量。假设每次充电时都消耗一小部分电解液，那么在电池装配时就需要更多的电解液。对于恒定的容器来说，这就意味着装入更少量的活性物质，这样会造成初始容量的下降。此外，若产生固体产物，则会在电极表面形成钝化膜，这将引起电池极化增大而降低电池的输出电压。

4.自放电

自放电是指电池在未使用状态下，电容量自然损失的现象。锂离子电池自放电导致容量损失分两种情况：一是可逆容量损失；二是不可逆容量的损失。可逆容量损失是指损失的容量能在充电时恢复，而不可逆容量损失则相反，正负极在充电状态下可能与电解质发生微电池作用，发生锂离子嵌入与脱嵌，正负极嵌入和脱嵌的锂离子只与电解液的锂离子有关，正负极容量因此不平衡，充电时这部分容量损失不能恢复。如：锂锰氧化物正极与溶剂会发生微电池作用产生自放电造成不可逆容量损失：

LiyMn2O4+xLi++xe→Liy+xMn2O4

溶剂分子(如PC)在导电性物质碳黑或集流体表面上作为微电池负极氧化：

xPC→xPC-自由基+xe

同样，负极活性物质可能会与电解液发生微电池作用产生自放电造成不可逆容量损失，电解质(如LiPF6)在导电性物质上还原：PF5+xe→PF5-x

充电状态下的碳化锂作为微电池的负极脱去锂离子而被氧化：

LiyC6→Liy-xC6+xLi++xe

自放电影响因素：正极材料的制作工艺；温度； 时间。            

自放电速率主要受溶剂氧化速率控制，因此溶剂的稳定性影响着电池的贮存寿命。

溶剂的氧化主要发生在碳黑表面，降低碳黑表面积可以控制自放电速率，但对于LiMn2O4正极材料来说，降低活性物质表面积同样重要，同时集电体表面对溶剂氧化所起的作用也不容忽视。

通过电池隔膜而泄漏的电流也可以造成锂离子电池中的自放电，但该过程受到隔膜电阻的限制，以极低的速率发生，并与温度无关。考虑到电池的自放电速率强烈地依赖于温度，故这一过程并非自放电中的主要机理。 如果负极处于充足电的状态而正极发生自放电，电池内容量平衡被破坏，将导致永久性容量损失。 长时间或经常自放电时，锂有可能沉积在碳上，增大两极间容量不平衡程度。Pistoia等比较了3种主要金属氧化物正极在各种不同电解液中的自放电速率，发现自放电速率随电解液不同而不同。并指出自放电的氧化产物堵塞电极材料上的微孔，使锂的嵌入和脱出困难并且使内阻增大和放电效率降低，从而导致不可逆容量损失。  

四.锂离子电池不良项目及成因

1.容量低

产生原因：a. 附料量偏少； b. 极片两面附料量相差较大； c. 极片断裂；d. 电解液少； e. 电解液电导率低； f. 正极与负极配片未配好；g. 隔膜孔隙率小； h. 胶粘剂老化→附料脱落； i.卷芯超厚（未烘干或电解液未渗透）j. 分容时未充满电； k. 正负极材料比容量小。
2.内阻高

产生原因：a. 负极片与极耳虚焊； b. 正极片与极耳虚焊； c. 正极耳与盖帽虚焊；d. 负极耳与壳虚焊; e. 铆钉与压板接触内阻大； f. 正极未加导电剂；g. 电解液没有锂盐； h. 电池曾经发生短路； i. 隔膜纸孔隙率小。
3.电压低

产生原因：a. 副反应（电解液分解；正极有杂质；有水）； b. 未化成好（SEI膜未形成安全）；c. 客户的线路板漏电（指客户加工后送回的电芯）； d. 客户未按要求点焊（客户加工后的电芯）；e. 毛刺； f. 微短路； g. 负极产生枝晶。
4.超厚

产生原因：a. 焊缝漏气; b. 电解液分解; c. 未烘干水分;d. 盖帽密封性差; e. 壳壁太厚; f. 壳太厚;g. 卷芯太厚(附料太多；极片未压实；隔膜太厚)。

5.爆炸

产生原因： a. 分容柜有故障（造成过充）； b. 隔膜闭合效应差; c. 内部短路
6.短路

产生原因： a. 料尘；b. 装壳时装破； c. 尺刮（小隔膜纸太小或未垫好）;d. 卷绕不齐； e. 没包好； f. 隔膜有洞; g. 毛刺
7.断路

产生原因：a. 极耳与铆钉未焊好，或者有效焊点面积小；b. 连接片断裂（连接片太短或与极片点焊时焊得太靠下）

五. 锂离子电池行业相关的认证标准解释

1.UL认证

UL是英文保险商试验所（UnderwriterLaboratories Inc.）的简写，是一家从事产品安全试验和鉴定的认证机构。它是一个独立的、非营利的、为公共安全做试验的专业机构。主要从事产品的安全认证和经营安全证明业务，其最终目的是为市场得到具有相当安全水准的商品。多年来，UL已发展出将近900项UL安全标准，其范围涵盖了上万种产品、原材料及体系。大部分UL标准皆获得美国官方国家标准的认可。在2000年，UL更是被美国国家标准局(ANSI) 指定为“稽核合格标准的指定机构”，这表明UL安全标准已被认可为美国国家检测的标准。
2.CE认证

CE两字是从法语“CommunateEuroppene”缩写而成，是欧洲共同体的意思。欧洲共同体后来演变成了欧洲联盟（简称欧盟），CE认证是一种强制性认证，不论是欧盟内部企业生产的产品，还是其他国家生产的产品，要想在欧盟市场上自由流通，就必须加贴“CE”标志，以表明产品符合欧盟《技术协调与标准化新方法》指令的基本要求。这是欧盟法律对产品提出的一种强制性要求。
3.RoHS认证

欧盟议会和欧盟理事会于2003年1月通过了RoHS指令，全称是TheRestriction of the use of certain Hazardous substances in Electnical andElectronic Equipment，即在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令，也称2002/95/EC指令，2005年欧盟又以2005/618/EC决议的形式对2002/95/EC进行了补充，明确规定了六种有害物质的最大限量值。其中铅（Pb）、汞(Hg)、六价铬(Cr6+)、多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)的最大允许含量为0.1%(1000ppm)，镉(cd)为0.01%(100ppm)。RoHS认证是目前最严格的环境认证之一。
4.SGS 认证

SGS是 SocieteGenerale de Surveillance S.A.的简称，译为“通用公证行”。它创建于1887年，是目前世界上最大、资格最老的民间第三方从事产品质量控制和技术鉴定的跨国公司。总部设在日内瓦，在世界各地没有251家分支机构，256个专业实验室和27000名专业技术人员，在142个国家开展产品质检、监控和保证活动。目前世界上有23个国家（主要是发展中国家）的政府实施SGS检验。 这些基于对SGS的公正性、科学性、权威性和技术能力的充分信任，委托SGS对进品货物实施“装船前全面监管计划”（英文是ComprehensiveImport Super-vision Scheme,简称CISS），即贸易发展，并抑制非法的进出品活动。
5.QS9000质量体系要求

美国三大汽车公司--克赖斯勒、福特、通用公司于1994年9月27日共同宣布采用统一的强制外协质量标准。它得到了国际标准化组织（ISO）的全力支持。它是ISO9000基础上发展起来的一个质量保证标准，既包括了ISO9001的所有要求，又涵盖了三大公司对供货方的其它要求，取得了QS9000认证，自然就取得了ISO9000认证。随着三大汽车公司及其零部件系统生产企业逐步进入中国，人们开始对QS9000越来越感兴趣，拥有QS9000质量体系已成为国内的汽车零部件企业及其分供方为三大汽车公司供货时的必要条件。国内通过QS9000质量体系认证的锂电池厂商是比亚迪。
6.ISO9001

ISO9000族标准所包括的一组质量管理体系核心标准之一。ISO9000族标准是国际标准化组织（ISO）在1994年提出的概念，是指由ISO/Tc176（国际标准化组织质量管理和质量保证技术委员会）制定的国际标准。ISO9001用于证实组织具有提供满足顾客要求和适用法规要求的产品的能力，目的在于增进顾客满意。随着商品经济的不断扩大和日益国际化，为提高产品的信誉、减少重复检验、削弱和消除贸易技术壁垒、维护生产者、经销者、用户和消费者各方权益,这个第三认证方不受产销双方经济利益支配，公证、科学，是各国对产品和企业进行质量评价和监督的通行证；作为顾客对供方质量体系审核的依据；企业有满足其订购产品技术要求的能力。
7.ISO14000

国际标准化组织推出的环境管理体系的总称，它包括很多分标准。ISO14001是ISO14000的其中一项标准，全称为“环境管理体系-要求及使用指南”，是企业建立环境管理体系和认证机构认证审核的依据，该标准于1996年9月正式颁布。

资料整理：材料人Jane915126

现已广泛被大家使用的锂离子电池是由锂电池发展而来的。所以在认识锂离子电池之前，我们先来介绍一下锂电池。举例来讲，以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。锂电池的负极材料是锂金属，正极材料是碳材。按照大家习惯上的命名规律，我们称这种电池为锂电池。锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极材料是碳材。电池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程，为了区别于传统意义上的锂电池，所以人们称之为锂离子电池。

一.锂离子电池的构成

1.电池盖
2.正 极

目前正在使用和开发的锂电池正极材料主要包括钴酸锂、镍钴酸锂、镍锰钴三元材料，尖晶石型的锰酸锂，橄榄石型的磷酸铁锂等。中国目前正极材料主要包括钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂。正极材料的应用领域分化明显，目前钴酸锂依然是小型锂电领域正极材料的主力，主要用于传统3C领域等；三元材料和锰酸锂主要在小型锂电中应用，在日本与韩国其作为动力电池的技术较为成熟，主要用于电动工具、电动自行车和电动汽车等领域；磷酸铁锂在国内在动力电池领域应用，并且是未来储能电池发展的方向，主要用于基站和数据中心储能、家庭储能、风光电储能等领域。
（1）钴酸锂 ——钴酸锂将逐渐被替代
     第一代商品化的锂离子电池正极材料，还有许多不可取代的优势：材料的加工性能很好，密度高，比容量相对较高，材料的结构稳定，循环性能好，材料的电压平台较高且比较稳定，是目前最成熟，也是唯一商业化的正极材料，在短时间内，特别是在通讯电池领域还有不可取代的优势。但仍存在缺点，价格昂贵、容量几乎发挥到了极限、资源紧缺、安全性差等缺陷使得其必然在最近的5到10年内遭受被取代命运。现在取代钴酸锂材料有两个方向，一是在动力电池领域，锰酸锂和磷铁酸锂是最有希望的材料，二是在通讯电池领域，镍钴锂和镍钴锰锂三元材料是最有希望代替钴酸锂的正极材料。锂离子二次电池正极材料（钴酸锂）的液相合成工艺，它采用聚乙烯醇（ＰＶＡ）或聚乙二醇（ＰＥＧ）水溶液为溶剂，锂盐、钴盐分别溶解在ＰＶＡ或ＰＥＧ水溶液中，混合后的溶液经过加热，浓缩形成凝胶，生成的凝胶体再进行加热分解，然后在高温下煅烧，将烧成的粉体碾磨、过筛即得到钴酸锂粉。与现有技术相比，本发明具有合成温度低，得到的产品纯度高、化学组成均匀等优点。测试用全自动F-Sorb2400比表面积测试仪。

（2）三元材料—— 具有较好的低成本优势

三元材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点，具有价格优势，但其应用受到钴价格的影响，当钴价格处于高位时，三元材料价格较钴酸锂低，具有较强的市场竞争力；但当钴价格处于低位时，三元材料相较于钴酸锂的优势就大大减小。目前，钴酸锂材料存在被三元材料替代的发展大趋势。三元材料为镍、钴、锰按照一定的比例，再导入锂源制备而成。虽然Tesla(著名的特斯拉电动汽车公司)旗下首款车型Roadster推出时使用的是18650钴酸锂电池，但其第二款量产车型Model-S使用的是松下定制的三元材料电池，即镍钴铝三元正极材料电池。钴酸锂电池成本高的特征在Tesla前后两款车型的对比中表现得十分明显。Model-S使用的电池数量达到8000以上，比Roadster高出一千多节，但是成本却下降了30%，这正是得益于三元电池较好的成本控制。目前我国在高性能动力锂电用NCM三元材料上和国际市场还存在较大的差距，在稳定性控制上存在设备和技术上的双重障碍，开发明显落后，国外已在大量使用，中国企业尚无产品出现。

（3）锰酸锂 锰酸锂占比也将上升
     由于安全问题和高昂的价格，钴酸锂正极材料始终没有完全进入动力电池领域。而锰酸锂则具有原料锰资源丰富、价格低廉及无毒性等优点。层状锰酸锂LiMnO2用作锂离子电池正极材料的缺点是虽然容量很高，但在高温下不稳定，而且在充放电过程中易向尖晶石结构转变，导致容量衰减过快。目前国内大型的正极材料生产企业都在积极的开发高温循环改善的锰酸锂材料。锰酸锂材料的应用集中在消费类电池市场，主要与钴酸锂掺混使用于低端的钢壳电池上，或者单独用于动力电池，动力电池以电动自行车电池为主。预测到2015年三元材料在正极材料中的占比将上升至35%，锰酸锂占比将上升至30%，而钴酸锂将下降至25%。
（4）磷酸铁锂 仍存在较大技术提高空间
     在动力电池领域，磷酸铁锂正极材料的低温性能和倍率放电已经可以达到钴酸锂的水平，目前是市场上最有希望的动力电池材料。但是受制于技术瓶颈，磷酸铁锂电池一致性和单位能量密度较低。在动力电池正极材料产业领域，中、日、韩、美动力电池企业采用不同的材料体系。中国企业以磷酸铁锂为主，日韩企业以锰酸锂和三元材料为主。目前在国内，已有较为成熟的磷酸铁锂储能系统。但与全球技术水平对比来看，目前中国磷酸铁锂材料产业化的发展仍低于国外发达国家的水平，如材料生产和应用方面的连续性和稳定性都不足，能量密度也始终无法提高。2012全球磷酸铁锂同比增速为56.66%，而中国只有5.77%。磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料是近几年才出现的事，国内开发出大容量磷酸铁锂电池是2005年7月。其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的，这些也正是动力电池最重要的技术指标。1C充放循环寿命达2000次。单节电池过充电压30V不燃烧，穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易串联使用。以满足电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，是新一代锂离子电池的理想正极材料。

【附：锂电池正极材料对比】
　　A.钴酸锂
　　优点：第一代商品化的锂离子电池正极材料，还有许多不可取代的优势：材料的加工性能很好，密度高，比容量相对较高，材料的结构稳定，循环性能好，材料的电压平台较高且比较稳定，是目前最成熟，也是唯一商业化的正极材料，在短时间内，特别是在通讯电池领域还有不可取代的优势
　　缺点：价格昂贵、容量几乎发挥到了极限、资源紧缺、安全性差等缺陷使得其必然在最近的5到10年内遭受被取代命运。现在取代钴酸锂材料有两个方向，一是在动力电池领域，锰酸锂和磷铁酸锂是最有希望的材料，二是在通讯电池领域，镍钴锂和镍钴锰锂三元材料是最有希望代替钴酸锂的正极材料。
　　B. 磷酸铁锂
　　优点：低廉的价格，较高的安全性能，较好的结构稳定性，优越的循环性能使得其作为动力电池和备用电源领域有广阔的应用前景。
　　缺点：振实密度低，体积比容量低，电导率低，低温放电性能差，倍率放电差等问题需要继续研究和改进
　　C. 镍钴锰
　　优点：容量比较高的材料，其比容量比钴酸锂高出30%以上，而且和钴酸锂有相同的上下限电压，比较容易规模化利用，价格相对便宜。安全性也相对较好，价格相对较低，与电解液的相容性好，循环性能优异，是最有可能在小型通讯和小型动力领域同时应用的电池正极材料，甚至有在大型动力领域应用的可能。
　　缺点：材料的合成相对困难，材料的密度相对较低，材料的电压平台较低，充放电效率较低，和电解液相容性和安全性差等缺陷，还有待解决。
　　评论：此材料的高容量和高安全性是其他材料无法比拟的，必将最近的几年内推向市场。随着研究的深入，产业化会在最近两年内得到迅速发展。
　　D. 锰酸锂
　　优点：通过多年的研究，材料的性能得到较大的改善。其较高的安全性，低廉的价格，使其在动力电池领域有广阔的应用前景
　　缺点：比容量相对较低，高温循环较低。
　　

3.隔 膜----一种特殊的复合膜
4.负 极----活性物质为碳

石墨电极,主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。
　　石墨电极包括：（1）普通功率石墨电极。允许使用电流密度低于17A／厘米2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。（2）抗氧化涂层石墨电极。表面涂覆一层抗氧化保护层的石墨电极，形成既能导电又耐高温氧化的保护层，降低炼钢时的电极消耗。（3）高功率石墨电极。允许使用电流密度为18～25A／厘米2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。（4）超高功率石墨电极。允许使用电流密度大于25A／厘米 2的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉。
5.有机电解液

　电解液是锂电池四大关键材料之一，号称锂离子电池的“血液”，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。锂离子电池电解液是由电解质六氟磷酸锂（LiPF6）加上有机溶剂EC、EMC、DEC、DMC等配合而成。六氟磷酸锂由五氯化磷和溶解在无水氟化氢中的氟化锂反应结晶而成，其供货商主要在国外，如德国Merck公司和日本Stella公司。我国是继日本之后全球第三个产业化六氟磷酸锂的国家，国内有金光高科有限公司、天津化工设计研究院、山东肥城市兴泰化工厂等少数企业能生产。

6.电池壳

二.锂离子电池的配料

（一）.配料目的：
　　配料过程实际上是将浆料中的各种组成按标准比例混合在一起，调制成浆料，以利于均匀涂布，保证极片的一致性。配料大致包括五个过程，即：原料的预处理、掺和、浸湿、分散和絮凝。

（二）.配料原理：

1.正极配料原理

a.、 原料的理化性能。

（1） 钴酸锂：非极性物质，不规则形状，粒径D50一般为6-8μm，含水量≤0.2%，通常为碱性，PH值为10-11左右。
　　锰酸锂：非极性物质，不规则形状，粒径D50一般为5-7 μm，含水量≤0.2%，通常为弱碱性，PH值为8左右。

（2） 导电剂：非极性物质，葡萄链状物，含水量3-6%，吸油值~300，粒径一般为2-5 μm；主要有普通碳黑、超导碳黑、石墨乳等，在大批量应用时一般选择超导碳黑和石墨乳复配；通常为中性。

（3） PVDF粘合剂：非极性物质，链状物，分子量从300，000到3，000，000不等；吸水后分子量下降，粘性变差。

（4） NMP：弱极性液体，用来溶解/溶胀PVDF，同时用来稀释浆料。

b. 原料的预处理

（1） 钴酸锂：脱水。一般用120 oC常压烘烤2小时左右。

（2） 导电剂：脱水。一般用200 oC常压烘烤2小时左右。

（3） 粘合剂：脱水。一般用120-140 oC常压烘烤2小时左右，烘烤温度视分子量的大小决定。

（4） NMP：脱水。使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施，直接使用。

c. 原料的掺和：

（1） 粘合剂的溶解（按标准浓度）及热处理。

（2）钴酸锂和导电剂球磨：使粉料初步混合，钴酸锂和导电剂粘合在一起，提高团聚作用和的导电性。配成浆料后不会单独分布于粘合剂中，球磨时间一般为2小时左右；为避免混入杂质，通常使用玛瑙球作为球磨介子。

d. 干粉的分散、浸湿：

（1）原理：固体粉末放置在空气中，随着时间的推移，将会吸附部分空气在固体的表面上，液体粘合剂加入后，液体与气体开始争夺固体表面；如果固体与气体吸附力比与液体的吸附力强，液体不能浸湿固体；如果固体与液体吸附力比与气体的吸附力强，液体可以浸湿固体，将气体挤出。当润湿角≤90度，固体浸湿。当润湿角＞90度，固体不浸湿。正极材料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿，所以正极粉料分散相对容易。

（2） 分散方法对分散的影响：
　　A、 静置法（时间长，效果差，但不损伤材料的原有结构）；
　　B、 搅拌法；自转或自转加公转（时间短，效果佳，但有可能损伤个别
　　材料的自身结构）。

（二）、负极配料原理（大致与正极配料原理相同）

1、 原料的理化性能。

（1）石墨：非极性物质，易被非极性物质污染，易在非极性物质中分散；不易吸水，也不易在水中分散。被污染的石墨，在水中分散后，容易重新团聚。一般粒径D50为20μm左右。颗粒形状多样且多不规则，主要有球形、片状、纤维状等。

（2） 水性粘合剂（SBR）：小分子线性链状乳液，极易溶于水和极性溶剂。

（3） 防沉淀剂（CMC）：高分子化合物，易溶于水和极性溶剂。

（4）异丙醇：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂网状交链，提高粘结强度。
　　乙醇：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂线性交链，提高粘结强度（异丙醇和乙醇的作用从本质上讲是一样的，大批量生产时可考虑成本因素然后选择添加哪种）。

（5）去离子水（或蒸馏水）：稀释剂，酌量添加，改变浆料的流动性。

2、 原料的预处理：

（1）石墨：A、混合，使原料均匀化，提高一致性。B、300~400℃常压烘烤，除去表面油性物质，提高与水性粘合剂的相容能力，修圆石墨表面棱角（有些材料为保持表面特性，不允许烘烤，否则效能降低）。

（2） 水性粘合剂：适当稀释，提高分散能力。

3、 掺和、浸湿和分散：

（1） 石墨与粘合剂溶液极性不同，不易分散。

（2） 可先用醇水溶液将石墨初步润湿，再与粘合剂溶液混合。

（3） 应适当降低搅拌浓度，提高分散性。

（4）分散过程为减少极性物与非极性物距离，提高势能或表面能，所以为吸热反应，搅拌时总体温度有所下降。如条件允许应该适当升高搅拌温度，使吸热变得容易，同时提高流动性，降低分散难度。

（5） 搅拌过程如加入真空脱气过程，排除气体，促进固-液吸附，效果更佳。

4、 稀释。将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。

（三）、 配料注意事项：

1、 防止混入其它杂质；
2、 防止浆料飞溅；
3、 浆料的浓度（固含量）应从高往低逐渐调整，以免增加麻烦；
4、 在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底，确保分散均匀；
5、 浆料不宜长时间搁置，以免沉淀或均匀性降低；
6、 需烘烤的物料必须密封冷却之后方可以加入，以免组分材料性质变化；
7、搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主；搅拌桨的使用以浆料分散难度进行更换，无法更换的可将转速由慢到快进行调整，以免损伤设备；
8、 出料前对浆料进行过筛，除去大颗粒以防涂布时造成断带；
9、 对配料人员要加强培训，确保其掌握专业知识，以免酿成大祸；
10、 配料的关键在于分散均匀，掌握该中心，其它方式可自行调整

三.锂离子电池制作、使用常遇到的问题

1.为什么锂电池都用铝作正极集流体、铜作负极集流体

（1）.采用两者做集流体都是因为两者导电性好,质地比较软(可能这也会有利于粘结)，也相对比较廉价。

（2）.铝本身是很活泼的,在低电位下，铝会出现嵌锂，生成锂合金。不宜做负极集流体；如果把铝箔做负极集流体的话，铝会和锂片形成合金后，就粉化了，严重影响电池的使用寿命及性能。

（3）.铜在高电位下会氧化，不宜做正极集流体，铜表面氧化层属于半导体，电子导通，氧化层太厚，阻抗较大；同时Li不易与Cu在低电位下形成嵌锂合金，适于作负极集流体。

2.软包锂电池正极为什么用铝做极耳，负极用镍

（1）.采用两者做集流体都是因为两者导电性好,质地比较软(可能这也会有利于粘结)，也相对常见比较廉价，同时两者表面都能形成一层氧化物保护膜。

（2）.铜/镍表面氧化层属于半导体，电子导通，氧化层太厚，阻抗较大；而铝表面氧化层氧化铝属绝缘体，氧化层不能导电，但由于其很薄，通过隧道效应实现电子电导，若氧化层较厚，铝箔导电性级差，甚至绝缘。一般集流体在使用前最好要经过表面清洗，一方面洗去油污，同时可除去厚氧化层。

（3）.正极电位高，铝薄氧化层非常致密，可防止集流体氧化。而铜/镍箔氧化层较疏松些，为防止其氧化，电位比较低较好，同时Li难与Cu/镍在低电位下形成嵌锂合金，但是若铜/镍表面大量氧化，在稍高电位下Li会与氧化铜/镍发生嵌锂发应。而铝箔不能用作负极,低电位下会发生LiAl合金化。

（4）.集流体要求成分纯。Al的成分不纯会导致表面膜不致密而发生点腐蚀，更甚由于表面膜的破坏导致生成LiAl合金。

3.过充电

（1）.石墨负极的过充反应：

电池在过充时，锂离子容易还原沉积在负极表面：Li＋＋e→Li（s），沉积的锂包覆在负极表面，阻塞了锂的嵌入。导致放电效率降低和容量损失，原因有：

①可循环锂量减少；

②沉积的金属锂与溶剂或支持电解质反应形成Li2CO3，LiF 或其他产物；

③金属锂通常形成于负极与隔膜之间，可能阻塞隔膜的孔隙增大电池内阻。

④由于锂的性质很活泼，易与电解液反应而消耗电解液.从而导致放电效率降低和容量的损失。

快速充电，电流密度过大，负极严重极化，锂的沉积会更加明显。这种情况容易发生在正极活性物相对于负极活性物过量的场合，但是，在高充电率的情况下，即使正负极活性物的比例正常，也可能发生金属锂的沉积。

（2）.正极过充反应
当正极活性物相对于负极活性物比例过低时，容易发生正极过充电。正极过充导致容量损失主要是由于电化学惰性物质（如Co3O4，Mn2O3 等）的产生，破坏了电极间的容量平衡，其容量损失是不可逆的。

λ-MnO2
锂锰反应发生在锂锰氧化物完全脱锂的状态下：
λ-MnO2→Mn2O3+O2(g)

（3）.电解液在过充时氧化反应
当压高于4.5V时，电解液就会氧化生成不溶物（如Li2CO3）和气体，这些不溶物会堵塞在电极的微孔里面阻碍锂离子的迁移而造成循环过程中容量损失。

影响氧化速率因素：
正极材料表面积大小 ，集电体材料，所添加的电剂（炭黑等），炭黑的种类及表面积大小在目前较常用电解液中，EC/DMC被认为是具有最高的耐氧化能力。溶液的电化学氧化过程一般表示为：

溶液→氧化产物(气体、溶液及固体物质)+ne-
　　任何溶剂的氧化都会使电解质浓度升高，电解液稳定性下降，最终影响电池的容量。假设每次充电时都消耗一小部分电解液，那么在电池装配时就需要更多的电解液。对于恒定的容器来说，这就意味着装入更少量的活性物质，这样会造成初始容量的下降。此外，若产生固体产物，则会在电极表面形成钝化膜，这将引起电池极化增大而降低电池的输出电压。

4.自放电

自放电是指电池在未使用状态下，电容量自然损失的现象。锂离子电池自放电导致容量损失分两种情况：一是可逆容量损失；二是不可逆容量的损失。可逆容量损失是指损失的容量能在充电时恢复，而不可逆容量损失则相反，正负极在充电状态下可能与电解质发生微电池作用，发生锂离子嵌入与脱嵌，正负极嵌入和脱嵌的锂离子只与电解液的锂离子有关，正负极容量因此不平衡，充电时这部分容量损失不能恢复。如：锂锰氧化物正极与溶剂会发生微电池作用产生自放电造成不可逆容量损失：

LiyMn2O4+xLi++xe→Liy+xMn2O4

溶剂分子(如PC)在导电性物质碳黑或集流体表面上作为微电池负极氧化：

xPC→xPC-自由基+xe

同样，负极活性物质可能会与电解液发生微电池作用产生自放电造成不可逆容量损失，电解质(如LiPF6)在导电性物质上还原：PF5+xe→PF5-x

充电状态下的碳化锂作为微电池的负极脱去锂离子而被氧化：

LiyC6→Liy-xC6+xLi++xe

自放电影响因素：正极材料的制作工艺；温度； 时间。            

自放电速率主要受溶剂氧化速率控制，因此溶剂的稳定性影响着电池的贮存寿命。

溶剂的氧化主要发生在碳黑表面，降低碳黑表面积可以控制自放电速率，但对于LiMn2O4正极材料来说，降低活性物质表面积同样重要，同时集电体表面对溶剂氧化所起的作用也不容忽视。

通过电池隔膜而泄漏的电流也可以造成锂离子电池中的自放电，但该过程受到隔膜电阻的限制，以极低的速率发生，并与温度无关。考虑到电池的自放电速率强烈地依赖于温度，故这一过程并非自放电中的主要机理。 如果负极处于充足电的状态而正极发生自放电，电池内容量平衡被破坏，将导致永久性容量损失。 长时间或经常自放电时，锂有可能沉积在碳上，增大两极间容量不平衡程度。Pistoia等比较了3种主要金属氧化物正极在各种不同电解液中的自放电速率，发现自放电速率随电解液不同而不同。并指出自放电的氧化产物堵塞电极材料上的微孔，使锂的嵌入和脱出困难并且使内阻增大和放电效率降低，从而导致不可逆容量损失。  

四.锂离子电池不良项目及成因

1.容量低

产生原因：a. 附料量偏少； b. 极片两面附料量相差较大； c. 极片断裂；d. 电解液少； e. 电解液电导率低； f. 正极与负极配片未配好；g. 隔膜孔隙率小； h. 胶粘剂老化→附料脱落； i.卷芯超厚（未烘干或电解液未渗透）j. 分容时未充满电； k. 正负极材料比容量小。
2.内阻高

产生原因：a. 负极片与极耳虚焊； b. 正极片与极耳虚焊； c. 正极耳与盖帽虚焊；d. 负极耳与壳虚焊; e. 铆钉与压板接触内阻大； f. 正极未加导电剂；g. 电解液没有锂盐； h. 电池曾经发生短路； i. 隔膜纸孔隙率小。
3.电压低

产生原因：a. 副反应（电解液分解；正极有杂质；有水）； b. 未化成好（SEI膜未形成安全）；c. 客户的线路板漏电（指客户加工后送回的电芯）； d. 客户未按要求点焊（客户加工后的电芯）；e. 毛刺； f. 微短路； g. 负极产生枝晶。
4.超厚

产生原因：a. 焊缝漏气; b. 电解液分解; c. 未烘干水分;d. 盖帽密封性差; e. 壳壁太厚; f. 壳太厚;g. 卷芯太厚(附料太多；极片未压实；隔膜太厚)。

5.爆炸

产生原因： a. 分容柜有故障（造成过充）； b. 隔膜闭合效应差; c. 内部短路
6.短路

产生原因： a. 料尘；b. 装壳时装破； c. 尺刮（小隔膜纸太小或未垫好）;d. 卷绕不齐； e. 没包好； f. 隔膜有洞; g. 毛刺
7.断路

产生原因：a. 极耳与铆钉未焊好，或者有效焊点面积小；b. 连接片断裂（连接片太短或与极片点焊时焊得太靠下）

五. 锂离子电池行业相关的认证标准解释

1.UL认证

UL是英文保险商试验所（UnderwriterLaboratories Inc.）的简写，是一家从事产品安全试验和鉴定的认证机构。它是一个独立的、非营利的、为公共安全做试验的专业机构。主要从事产品的安全认证和经营安全证明业务，其最终目的是为市场得到具有相当安全水准的商品。多年来，UL已发展出将近900项UL安全标准，其范围涵盖了上万种产品、原材料及体系。大部分UL标准皆获得美国官方国家标准的认可。在2000年，UL更是被美国国家标准局(ANSI) 指定为“稽核合格标准的指定机构”，这表明UL安全标准已被认可为美国国家检测的标准。
2.CE认证

CE两字是从法语“CommunateEuroppene”缩写而成，是欧洲共同体的意思。欧洲共同体后来演变成了欧洲联盟（简称欧盟），CE认证是一种强制性认证，不论是欧盟内部企业生产的产品，还是其他国家生产的产品，要想在欧盟市场上自由流通，就必须加贴“CE”标志，以表明产品符合欧盟《技术协调与标准化新方法》指令的基本要求。这是欧盟法律对产品提出的一种强制性要求。
3.RoHS认证

欧盟议会和欧盟理事会于2003年1月通过了RoHS指令，全称是TheRestriction of the use of certain Hazardous substances in Electnical andElectronic Equipment，即在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令，也称2002/95/EC指令，2005年欧盟又以2005/618/EC决议的形式对2002/95/EC进行了补充，明确规定了六种有害物质的最大限量值。其中铅（Pb）、汞(Hg)、六价铬(Cr6+)、多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)的最大允许含量为0.1%(1000ppm)，镉(cd)为0.01%(100ppm)。RoHS认证是目前最严格的环境认证之一。
4.SGS 认证

SGS是 SocieteGenerale de Surveillance S.A.的简称，译为“通用公证行”。它创建于1887年，是目前世界上最大、资格最老的民间第三方从事产品质量控制和技术鉴定的跨国公司。总部设在日内瓦，在世界各地没有251家分支机构，256个专业实验室和27000名专业技术人员，在142个国家开展产品质检、监控和保证活动。目前世界上有23个国家（主要是发展中国家）的政府实施SGS检验。 这些基于对SGS的公正性、科学性、权威性和技术能力的充分信任，委托SGS对进品货物实施“装船前全面监管计划”（英文是ComprehensiveImport Super-vision Scheme,简称CISS），即贸易发展，并抑制非法的进出品活动。
5.QS9000质量体系要求

美国三大汽车公司--克赖斯勒、福特、通用公司于1994年9月27日共同宣布采用统一的强制外协质量标准。它得到了国际标准化组织（ISO）的全力支持。它是ISO9000基础上发展起来的一个质量保证标准，既包括了ISO9001的所有要求，又涵盖了三大公司对供货方的其它要求，取得了QS9000认证，自然就取得了ISO9000认证。随着三大汽车公司及其零部件系统生产企业逐步进入中国，人们开始对QS9000越来越感兴趣，拥有QS9000质量体系已成为国内的汽车零部件企业及其分供方为三大汽车公司供货时的必要条件。国内通过QS9000质量体系认证的锂电池厂商是比亚迪。
6.ISO9001

ISO9000族标准所包括的一组质量管理体系核心标准之一。ISO9000族标准是国际标准化组织（ISO）在1994年提出的概念，是指由ISO/Tc176（国际标准化组织质量管理和质量保证技术委员会）制定的国际标准。ISO9001用于证实组织具有提供满足顾客要求和适用法规要求的产品的能力，目的在于增进顾客满意。随着商品经济的不断扩大和日益国际化，为提高产品的信誉、减少重复检验、削弱和消除贸易技术壁垒、维护生产者、经销者、用户和消费者各方权益,这个第三认证方不受产销双方经济利益支配，公证、科学，是各国对产品和企业进行质量评价和监督的通行证；作为顾客对供方质量体系审核的依据；企业有满足其订购产品技术要求的能力。
7.ISO14000

国际标准化组织推出的环境管理体系的总称，它包括很多分标准。ISO14001是ISO14000的其中一项标准，全称为“环境管理体系-要求及使用指南”，是企业建立环境管理体系和认证机构认证审核的依据，该标准于1996年9月正式颁布。

资料整理：材料人Jane915126