電流通過電極時(shí)，電極電勢偏離平衡電極電勢的現(xiàn)象稱為電極的極化。極化包括歐姆極化、電化學(xué)極化和濃差極化。極化電阻是指電池的正極與負(fù)極在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)極化所引起的內(nèi)阻，其能反應(yīng)電池內(nèi)部的一致性，但是由于受操作、方法的影響，不適用于生產(chǎn)中。極化內(nèi)阻不是常數(shù)，在充放電過程中隨時(shí)間不斷變化，這是因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成，電解液的濃度和溫度都在不斷的改變。歐姆內(nèi)阻遵守歐姆定律，極化內(nèi)阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系。常隨電流密度的對數(shù)增大而線性增加。

 

電流通過電極時(shí)，電極電勢偏離平衡電極電勢的現(xiàn)象稱為電極的極化。極化包括歐姆極化、電化學(xué)極化和濃差極化。極化電阻是指電池的正極與負(fù)極在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)極化所引起的內(nèi)阻，其能反應(yīng)電池內(nèi)部的一致性，但是由于受操作、方法的影響，不適用于生產(chǎn)中。極化內(nèi)阻不是常數(shù)，在充放電過程中隨時(shí)間不斷變化，這是因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成，電解液的濃度和溫度都在不斷的改變。歐姆內(nèi)阻遵守歐姆定律，極化內(nèi)阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系。常隨電流密度的對數(shù)增大而線性增加。

 

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響

 

在電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了電池結(jié)構(gòu)件本身的鉚接及焊接之外，電池極耳的數(shù)量、尺寸、位置等直接影響電池內(nèi)阻大小。在一定程度內(nèi)，增加極耳數(shù)量，可有效降低電池內(nèi)阻。極耳位置也影響電池的內(nèi)阻，極耳位置在正負(fù)極極片頭部的卷繞電池內(nèi)阻最大，且相較于卷繞式電池，疊片式電池相當(dāng)于幾十片小電池并聯(lián)，其內(nèi)阻更小。

 

原材料性能影響

 

正負(fù)極活性材料

 

鋰電池中正極材料是儲(chǔ)鋰一方，更多的決定了鋰電池的性能，正極材料主要通過包覆與摻雜來改善顆粒之間的電子傳導(dǎo)能力。如摻雜Ni后增強(qiáng)了P-O鍵的強(qiáng)度，穩(wěn)定了LiFePO4/C的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了晶胞體積，可有效降低正極材料的電荷轉(zhuǎn)移阻抗?；罨瘶O化特別是負(fù)極活化極化的大幅增加是極化嚴(yán)重的主要原因。減小負(fù)極顆粒粒徑可以有效減小負(fù)極活化極化，當(dāng)負(fù)極固相粒徑減小一半時(shí)，活化極化可降低45%。因此，就電池設(shè)計(jì)而言，正負(fù)極材料本身的改善研究也是必不可少的。

 

導(dǎo)電劑

 

石墨和炭黑因其良好性能，在鋰電池領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。相對于石墨類導(dǎo)電劑，正極添加炭黑類導(dǎo)電劑的電池倍率性能更優(yōu)，因?yàn)槭悓?dǎo)電劑具有片狀顆粒形貌，大倍率下引起孔隙曲折系數(shù)較大增長，易出現(xiàn)Li液相擴(kuò)散過程限制放電容量的現(xiàn)象。而添加了CNTs的電池其內(nèi)阻更小，因?yàn)橄鄬κ?炭黑與活性材料的點(diǎn)接觸，纖維狀的碳納米管與活性材料屬于線接觸，可以降低電池的界面阻抗。

 

集流體

 

降低集流體與活性物質(zhì)間的界面電阻，提高兩者之間的粘結(jié)強(qiáng)度是提升鋰電池性能的重要手段。在鋁箔表面涂覆導(dǎo)電碳涂層和對鋁箔進(jìn)行電暈處理可有效降低電池的界面阻抗。相較普調(diào)鋁箔，使用涂碳鋁箔可以使電池的內(nèi)阻降低65%左右，且可降低電池在使用過程中內(nèi)阻的增幅。經(jīng)電暈處理的鋁箔交流內(nèi)阻可降低20%左右，在常使用的20%~90%SOC區(qū)間內(nèi)，直流內(nèi)阻整體偏小且隨放電深度的增加，其增幅逐漸較小。

 

隔膜

 

電池內(nèi)部的離子傳導(dǎo)需依賴電解液中Li離子通過隔膜多孔的擴(kuò)散，隔膜的吸液潤濕能力是形成良好離子流動(dòng)通道的關(guān)鍵，當(dāng)隔膜具有更高的吸液率和多孔結(jié)構(gòu)時(shí)，能提升導(dǎo)電性減小電池阻抗，提高電池的倍率性能。相較普通基膜，陶瓷隔膜和涂膠隔膜不但能大幅提高隔膜的高溫耐收縮性，而且可增強(qiáng)隔膜的吸液潤濕能力，在PP隔膜上增加SiO2陶瓷涂層，可使隔膜的吸液量增加17%。在PP/PE復(fù)合隔膜上涂覆1μm的PVDF-HFP，隔膜吸液率由70%增加到82%，電芯內(nèi)阻下降20%以上。

 

從電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料性能、制程工藝和使用條件等方面來講影響電池內(nèi)阻的因素主要包括：

 

制程因素影響

 

合漿

 

合漿時(shí)漿料分散的均勻性影響著導(dǎo)電劑是否能夠均勻的分散在活性物質(zhì)中與其緊密接觸，與電池內(nèi)阻相關(guān)。通過增加高速分散，可提高漿料分散的均勻性，電池內(nèi)阻越小。通過添加表面活性劑可改善提高電極中導(dǎo)電劑的分布均勻性，可減小電化學(xué)極化提高放電中值電壓。

 

涂布

 

面密度是電池設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)之一，在電池容量一定時(shí)，增加極片面密度勢必會(huì)減小集流體和隔膜的總長度，電池的歐姆內(nèi)阻會(huì)隨之減小，因此在一定范圍內(nèi)，電池的內(nèi)阻隨著面密度的增加而減小。涂布烘干時(shí)溶劑分子的遷移與脫離與烘箱的溫度密切相關(guān)，直接影響著極片內(nèi)粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑的分布，進(jìn)而影響極片內(nèi)部導(dǎo)電網(wǎng)格的形成，因此涂布烘干的溫度也是優(yōu)化電池性能的重要工藝過程。

 

輥壓

 

在一定程度內(nèi)，電池內(nèi)阻隨著壓實(shí)密度的增大而減小，因?yàn)閴簩?shí)密度增大，原材料粒子間的距離減小，粒子間的接觸越多，導(dǎo)電橋梁和通道越多，電池阻抗降低。而控制壓實(shí)密度主要是通過輥壓厚度來實(shí)現(xiàn)的。不同輥壓厚度對電池內(nèi)阻具有較大程度的影響，輥壓厚度較大時(shí)，由于活性物質(zhì)未能輥壓緊密致使活性物質(zhì)與集流體之間的接觸電阻增大，電池內(nèi)阻增大。且電池循環(huán)后輥壓厚度較大的電池正極表面產(chǎn)生裂紋，會(huì)進(jìn)一步增大極片表面活性物質(zhì)與集流體之間的接觸電阻。

 

極片周轉(zhuǎn)時(shí)間

 

正極片不同擱置時(shí)間對其電池內(nèi)阻具有較大程度的影響，擱置時(shí)間較短時(shí)，受磷酸鐵鋰表面碳包覆層與磷酸鐵鋰作用力影響，電池的內(nèi)阻增大較為緩慢；當(dāng)擱置時(shí)間較長時(shí)(大于23h)，受磷酸鐵鋰與水反應(yīng)以及粘合劑的粘合作用共同影響，電池的內(nèi)阻增大較為明顯。因此，實(shí)際生產(chǎn)中需嚴(yán)格控制極片的周轉(zhuǎn)時(shí)間。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響

 

在電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了電池結(jié)構(gòu)件本身的鉚接及焊接之外，電池極耳的數(shù)量、尺寸、位置等直接影響電池內(nèi)阻大小。在一定程度內(nèi)，增加極耳數(shù)量，可有效降低電池內(nèi)阻。極耳位置也影響電池的內(nèi)阻，極耳位置在正負(fù)極極片頭部的卷繞電池內(nèi)阻最大，且相較于卷繞式電池，疊片式電池相當(dāng)于幾十片小電池并聯(lián)，其內(nèi)阻更小。

 

原材料性能影響

 

正負(fù)極活性材料

 

鋰電池中正極材料是儲(chǔ)鋰一方，更多的決定了鋰電池的性能，正極材料主要通過包覆與摻雜來改善顆粒之間的電子傳導(dǎo)能力。如摻雜Ni后增強(qiáng)了P-O鍵的強(qiáng)度，穩(wěn)定了LiFePO4/C的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了晶胞體積，可有效降低正極材料的電荷轉(zhuǎn)移阻抗?；罨瘶O化特別是負(fù)極活化極化的大幅增加是極化嚴(yán)重的主要原因。減小負(fù)極顆粒粒徑可以有效減小負(fù)極活化極化，當(dāng)負(fù)極固相粒徑減小一半時(shí)，活化極化可降低45%。因此，就電池設(shè)計(jì)而言，正負(fù)極材料本身的改善研究也是必不可少的。

 

導(dǎo)電劑

 

石墨和炭黑因其良好性能，在鋰電池領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。相對于石墨類導(dǎo)電劑，正極添加炭黑類導(dǎo)電劑的電池倍率性能更優(yōu)，因?yàn)槭悓?dǎo)電劑具有片狀顆粒形貌，大倍率下引起孔隙曲折系數(shù)較大增長，易出現(xiàn)Li液相擴(kuò)散過程限制放電容量的現(xiàn)象。而添加了CNTs的電池其內(nèi)阻更小，因?yàn)橄鄬κ?炭黑與活性材料的點(diǎn)接觸，纖維狀的碳納米管與活性材料屬于線接觸，可以降低電池的界面阻抗。

 

集流體

 

降低集流體與活性物質(zhì)間的界面電阻，提高兩者之間的粘結(jié)強(qiáng)度是提升鋰電池性能的重要手段。在鋁箔表面涂覆導(dǎo)電碳涂層和對鋁箔進(jìn)行電暈處理可有效降低電池的界面阻抗。相較普調(diào)鋁箔，使用涂碳鋁箔可以使電池的內(nèi)阻降低65%左右，且可降低電池在使用過程中內(nèi)阻的增幅。經(jīng)電暈處理的鋁箔交流內(nèi)阻可降低20%左右，在常使用的20%~90%SOC區(qū)間內(nèi)，直流內(nèi)阻整體偏小且隨放電深度的增加，其增幅逐漸較小。

 

隔膜

 

電池內(nèi)部的離子傳導(dǎo)需依賴電解液中Li離子通過隔膜多孔的擴(kuò)散，隔膜的吸液潤濕能力是形成良好離子流動(dòng)通道的關(guān)鍵，當(dāng)隔膜具有更高的吸液率和多孔結(jié)構(gòu)時(shí)，能提升導(dǎo)電性減小電池阻抗，提高電池的倍率性能。相較普通基膜，陶瓷隔膜和涂膠隔膜不但能大幅提高隔膜的高溫耐收縮性，而且可增強(qiáng)隔膜的吸液潤濕能力，在PP隔膜上增加SiO2陶瓷涂層，可使隔膜的吸液量增加17%。在PP/PE復(fù)合隔膜上涂覆1μm的PVDF-HFP，隔膜吸液率由70%增加到82%，電芯內(nèi)阻下降20%以上。

 

從電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料性能、制程工藝和使用條件等方面來講影響電池內(nèi)阻的因素主要包括：

 

制程因素影響

 

合漿

 

合漿時(shí)漿料分散的均勻性影響著導(dǎo)電劑是否能夠均勻的分散在活性物質(zhì)中與其緊密接觸，與電池內(nèi)阻相關(guān)。通過增加高速分散，可提高漿料分散的均勻性，電池內(nèi)阻越小。通過添加表面活性劑可改善提高電極中導(dǎo)電劑的分布均勻性，可減小電化學(xué)極化提高放電中值電壓。

 

涂布

 

面密度是電池設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)之一，在電池容量一定時(shí)，增加極片面密度勢必會(huì)減小集流體和隔膜的總長度，電池的歐姆內(nèi)阻會(huì)隨之減小，因此在一定范圍內(nèi)，電池的內(nèi)阻隨著面密度的增加而減小。涂布烘干時(shí)溶劑分子的遷移與脫離與烘箱的溫度密切相關(guān)，直接影響著極片內(nèi)粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑的分布，進(jìn)而影響極片內(nèi)部導(dǎo)電網(wǎng)格的形成，因此涂布烘干的溫度也是優(yōu)化電池性能的重要工藝過程。

 

輥壓

 

在一定程度內(nèi)，電池內(nèi)阻隨著壓實(shí)密度的增大而減小，因?yàn)閴簩?shí)密度增大，原材料粒子間的距離減小，粒子間的接觸越多，導(dǎo)電橋梁和通道越多，電池阻抗降低。而控制壓實(shí)密度主要是通過輥壓厚度來實(shí)現(xiàn)的。不同輥壓厚度對電池內(nèi)阻具有較大程度的影響，輥壓厚度較大時(shí)，由于活性物質(zhì)未能輥壓緊密致使活性物質(zhì)與集流體之間的接觸電阻增大，電池內(nèi)阻增大。且電池循環(huán)后輥壓厚度較大的電池正極表面產(chǎn)生裂紋，會(huì)進(jìn)一步增大極片表面活性物質(zhì)與集流體之間的接觸電阻。

 

極片周轉(zhuǎn)時(shí)間

 

正極片不同擱置時(shí)間對其電池內(nèi)阻具有較大程度的影響，擱置時(shí)間較短時(shí)，受磷酸鐵鋰表面碳包覆層與磷酸鐵鋰作用力影響，電池的內(nèi)阻增大較為緩慢；當(dāng)擱置時(shí)間較長時(shí)(大于23h)，受磷酸鐵鋰與水反應(yīng)以及粘合劑的粘合作用共同影響，電池的內(nèi)阻增大較為明顯。因此，實(shí)際生產(chǎn)中需嚴(yán)格控制極片的周轉(zhuǎn)時(shí)間。

電流通過電極時(shí)，電極電勢偏離平衡電極電勢的現(xiàn)象稱為電極的極化。極化包括歐姆極化、電化學(xué)極化和濃差極化。極化電阻是指電池的正極與負(fù)極在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)極化所引起的內(nèi)阻，其能反應(yīng)電池內(nèi)部的一致性，但是由于受操作、方法的影響，不適用于生產(chǎn)中。極化內(nèi)阻不是常數(shù)，在充放電過程中隨時(shí)間不斷變化，這是因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成，電解液的濃度和溫度都在不斷的改變。歐姆內(nèi)阻遵守歐姆定律，極化內(nèi)阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系。常隨電流密度的對數(shù)增大而線性增加。

 

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響

 

在電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了電池結(jié)構(gòu)件本身的鉚接及焊接之外，電池極耳的數(shù)量、尺寸、位置等直接影響電池內(nèi)阻大小。在一定程度內(nèi)，增加極耳數(shù)量，可有效降低電池內(nèi)阻。極耳位置也影響電池的內(nèi)阻，極耳位置在正負(fù)極極片頭部的卷繞電池內(nèi)阻最大，且相較于卷繞式電池，疊片式電池相當(dāng)于幾十片小電池并聯(lián)，其內(nèi)阻更小。

 

原材料性能影響

 

正負(fù)極活性材料

 

鋰電池中正極材料是儲(chǔ)鋰一方，更多的決定了鋰電池的性能，正極材料主要通過包覆與摻雜來改善顆粒之間的電子傳導(dǎo)能力。如摻雜Ni后增強(qiáng)了P-O鍵的強(qiáng)度，穩(wěn)定了LiFePO4/C的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了晶胞體積，可有效降低正極材料的電荷轉(zhuǎn)移阻抗?；罨瘶O化特別是負(fù)極活化極化的大幅增加是極化嚴(yán)重的主要原因。減小負(fù)極顆粒粒徑可以有效減小負(fù)極活化極化，當(dāng)負(fù)極固相粒徑減小一半時(shí)，活化極化可降低45%。因此，就電池設(shè)計(jì)而言，正負(fù)極材料本身的改善研究也是必不可少的。

 

導(dǎo)電劑

 

石墨和炭黑因其良好性能，在鋰電池領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。相對于石墨類導(dǎo)電劑，正極添加炭黑類導(dǎo)電劑的電池倍率性能更優(yōu)，因?yàn)槭悓?dǎo)電劑具有片狀顆粒形貌，大倍率下引起孔隙曲折系數(shù)較大增長，易出現(xiàn)Li液相擴(kuò)散過程限制放電容量的現(xiàn)象。而添加了CNTs的電池其內(nèi)阻更小，因?yàn)橄鄬κ?炭黑與活性材料的點(diǎn)接觸，纖維狀的碳納米管與活性材料屬于線接觸，可以降低電池的界面阻抗。

 

集流體

 

降低集流體與活性物質(zhì)間的界面電阻，提高兩者之間的粘結(jié)強(qiáng)度是提升鋰電池性能的重要手段。在鋁箔表面涂覆導(dǎo)電碳涂層和對鋁箔進(jìn)行電暈處理可有效降低電池的界面阻抗。相較普調(diào)鋁箔，使用涂碳鋁箔可以使電池的內(nèi)阻降低65%左右，且可降低電池在使用過程中內(nèi)阻的增幅。經(jīng)電暈處理的鋁箔交流內(nèi)阻可降低20%左右，在常使用的20%~90%SOC區(qū)間內(nèi)，直流內(nèi)阻整體偏小且隨放電深度的增加，其增幅逐漸較小。

 

隔膜

 

電池內(nèi)部的離子傳導(dǎo)需依賴電解液中Li離子通過隔膜多孔的擴(kuò)散，隔膜的吸液潤濕能力是形成良好離子流動(dòng)通道的關(guān)鍵，當(dāng)隔膜具有更高的吸液率和多孔結(jié)構(gòu)時(shí)，能提升導(dǎo)電性減小電池阻抗，提高電池的倍率性能。相較普通基膜，陶瓷隔膜和涂膠隔膜不但能大幅提高隔膜的高溫耐收縮性，而且可增強(qiáng)隔膜的吸液潤濕能力，在PP隔膜上增加SiO2陶瓷涂層，可使隔膜的吸液量增加17%。在PP/PE復(fù)合隔膜上涂覆1μm的PVDF-HFP，隔膜吸液率由70%增加到82%，電芯內(nèi)阻下降20%以上。

 

從電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料性能、制程工藝和使用條件等方面來講影響電池內(nèi)阻的因素主要包括：

 

制程因素影響

 

合漿

 

合漿時(shí)漿料分散的均勻性影響著導(dǎo)電劑是否能夠均勻的分散在活性物質(zhì)中與其緊密接觸，與電池內(nèi)阻相關(guān)。通過增加高速分散，可提高漿料分散的均勻性，電池內(nèi)阻越小。通過添加表面活性劑可改善提高電極中導(dǎo)電劑的分布均勻性，可減小電化學(xué)極化提高放電中值電壓。

 

涂布

 

面密度是電池設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)之一，在電池容量一定時(shí)，增加極片面密度勢必會(huì)減小集流體和隔膜的總長度，電池的歐姆內(nèi)阻會(huì)隨之減小，因此在一定范圍內(nèi)，電池的內(nèi)阻隨著面密度的增加而減小。涂布烘干時(shí)溶劑分子的遷移與脫離與烘箱的溫度密切相關(guān)，直接影響著極片內(nèi)粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑的分布，進(jìn)而影響極片內(nèi)部導(dǎo)電網(wǎng)格的形成，因此涂布烘干的溫度也是優(yōu)化電池性能的重要工藝過程。

 

輥壓

 

在一定程度內(nèi)，電池內(nèi)阻隨著壓實(shí)密度的增大而減小，因?yàn)閴簩?shí)密度增大，原材料粒子間的距離減小，粒子間的接觸越多，導(dǎo)電橋梁和通道越多，電池阻抗降低。而控制壓實(shí)密度主要是通過輥壓厚度來實(shí)現(xiàn)的。不同輥壓厚度對電池內(nèi)阻具有較大程度的影響，輥壓厚度較大時(shí)，由于活性物質(zhì)未能輥壓緊密致使活性物質(zhì)與集流體之間的接觸電阻增大，電池內(nèi)阻增大。且電池循環(huán)后輥壓厚度較大的電池正極表面產(chǎn)生裂紋，會(huì)進(jìn)一步增大極片表面活性物質(zhì)與集流體之間的接觸電阻。

 

極片周轉(zhuǎn)時(shí)間

 

正極片不同擱置時(shí)間對其電池內(nèi)阻具有較大程度的影響，擱置時(shí)間較短時(shí)，受磷酸鐵鋰表面碳包覆層與磷酸鐵鋰作用力影響，電池的內(nèi)阻增大較為緩慢；當(dāng)擱置時(shí)間較長時(shí)(大于23h)，受磷酸鐵鋰與水反應(yīng)以及粘合劑的粘合作用共同影響，電池的內(nèi)阻增大較為明顯。因此，實(shí)際生產(chǎn)中需嚴(yán)格控制極片的周轉(zhuǎn)時(shí)間。

電流通過電極時(shí)，電極電勢偏離平衡電極電勢的現(xiàn)象稱為電極的極化。極化包括歐姆極化、電化學(xué)極化和濃差極化。極化電阻是指電池的正極與負(fù)極在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)極化所引起的內(nèi)阻，其能反應(yīng)電池內(nèi)部的一致性，但是由于受操作、方法的影響，不適用于生產(chǎn)中。極化內(nèi)阻不是常數(shù)，在充放電過程中隨時(shí)間不斷變化，這是因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成，電解液的濃度和溫度都在不斷的改變。歐姆內(nèi)阻遵守歐姆定律，極化內(nèi)阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系。常隨電流密度的對數(shù)增大而線性增加。

 

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響

 

在電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了電池結(jié)構(gòu)件本身的鉚接及焊接之外，電池極耳的數(shù)量、尺寸、位置等直接影響電池內(nèi)阻大小。在一定程度內(nèi)，增加極耳數(shù)量，可有效降低電池內(nèi)阻。極耳位置也影響電池的內(nèi)阻，極耳位置在正負(fù)極極片頭部的卷繞電池內(nèi)阻最大，且相較于卷繞式電池，疊片式電池相當(dāng)于幾十片小電池并聯(lián)，其內(nèi)阻更小。

 

原材料性能影響

 

正負(fù)極活性材料

 

鋰電池中正極材料是儲(chǔ)鋰一方，更多的決定了鋰電池的性能，正極材料主要通過包覆與摻雜來改善顆粒之間的電子傳導(dǎo)能力。如摻雜Ni后增強(qiáng)了P-O鍵的強(qiáng)度，穩(wěn)定了LiFePO4/C的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了晶胞體積，可有效降低正極材料的電荷轉(zhuǎn)移阻抗?；罨瘶O化特別是負(fù)極活化極化的大幅增加是極化嚴(yán)重的主要原因。減小負(fù)極顆粒粒徑可以有效減小負(fù)極活化極化，當(dāng)負(fù)極固相粒徑減小一半時(shí)，活化極化可降低45%。因此，就電池設(shè)計(jì)而言，正負(fù)極材料本身的改善研究也是必不可少的。

 

導(dǎo)電劑

 

石墨和炭黑因其良好性能，在鋰電池領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。相對于石墨類導(dǎo)電劑，正極添加炭黑類導(dǎo)電劑的電池倍率性能更優(yōu)，因?yàn)槭悓?dǎo)電劑具有片狀顆粒形貌，大倍率下引起孔隙曲折系數(shù)較大增長，易出現(xiàn)Li液相擴(kuò)散過程限制放電容量的現(xiàn)象。而添加了CNTs的電池其內(nèi)阻更小，因?yàn)橄鄬κ?炭黑與活性材料的點(diǎn)接觸，纖維狀的碳納米管與活性材料屬于線接觸，可以降低電池的界面阻抗。

 

集流體

 

降低集流體與活性物質(zhì)間的界面電阻，提高兩者之間的粘結(jié)強(qiáng)度是提升鋰電池性能的重要手段。在鋁箔表面涂覆導(dǎo)電碳涂層和對鋁箔進(jìn)行電暈處理可有效降低電池的界面阻抗。相較普調(diào)鋁箔，使用涂碳鋁箔可以使電池的內(nèi)阻降低65%左右，且可降低電池在使用過程中內(nèi)阻的增幅。經(jīng)電暈處理的鋁箔交流內(nèi)阻可降低20%左右，在常使用的20%~90%SOC區(qū)間內(nèi)，直流內(nèi)阻整體偏小且隨放電深度的增加，其增幅逐漸較小。

 

隔膜

 

電池內(nèi)部的離子傳導(dǎo)需依賴電解液中Li離子通過隔膜多孔的擴(kuò)散，隔膜的吸液潤濕能力是形成良好離子流動(dòng)通道的關(guān)鍵，當(dāng)隔膜具有更高的吸液率和多孔結(jié)構(gòu)時(shí)，能提升導(dǎo)電性減小電池阻抗，提高電池的倍率性能。相較普通基膜，陶瓷隔膜和涂膠隔膜不但能大幅提高隔膜的高溫耐收縮性，而且可增強(qiáng)隔膜的吸液潤濕能力，在PP隔膜上增加SiO2陶瓷涂層，可使隔膜的吸液量增加17%。在PP/PE復(fù)合隔膜上涂覆1μm的PVDF-HFP，隔膜吸液率由70%增加到82%，電芯內(nèi)阻下降20%以上。

 

從電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料性能、制程工藝和使用條件等方面來講影響電池內(nèi)阻的因素主要包括：

 

制程因素影響

 

合漿

 

合漿時(shí)漿料分散的均勻性影響著導(dǎo)電劑是否能夠均勻的分散在活性物質(zhì)中與其緊密接觸，與電池內(nèi)阻相關(guān)。通過增加高速分散，可提高漿料分散的均勻性，電池內(nèi)阻越小。通過添加表面活性劑可改善提高電極中導(dǎo)電劑的分布均勻性，可減小電化學(xué)極化提高放電中值電壓。

 

涂布

 

面密度是電池設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)之一，在電池容量一定時(shí)，增加極片面密度勢必會(huì)減小集流體和隔膜的總長度，電池的歐姆內(nèi)阻會(huì)隨之減小，因此在一定范圍內(nèi)，電池的內(nèi)阻隨著面密度的增加而減小。涂布烘干時(shí)溶劑分子的遷移與脫離與烘箱的溫度密切相關(guān)，直接影響著極片內(nèi)粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑的分布，進(jìn)而影響極片內(nèi)部導(dǎo)電網(wǎng)格的形成，因此涂布烘干的溫度也是優(yōu)化電池性能的重要工藝過程。

 

輥壓

 

在一定程度內(nèi)，電池內(nèi)阻隨著壓實(shí)密度的增大而減小，因?yàn)閴簩?shí)密度增大，原材料粒子間的距離減小，粒子間的接觸越多，導(dǎo)電橋梁和通道越多，電池阻抗降低。而控制壓實(shí)密度主要是通過輥壓厚度來實(shí)現(xiàn)的。不同輥壓厚度對電池內(nèi)阻具有較大程度的影響，輥壓厚度較大時(shí)，由于活性物質(zhì)未能輥壓緊密致使活性物質(zhì)與集流體之間的接觸電阻增大，電池內(nèi)阻增大。且電池循環(huán)后輥壓厚度較大的電池正極表面產(chǎn)生裂紋，會(huì)進(jìn)一步增大極片表面活性物質(zhì)與集流體之間的接觸電阻。

 

極片周轉(zhuǎn)時(shí)間

 

正極片不同擱置時(shí)間對其電池內(nèi)阻具有較大程度的影響，擱置時(shí)間較短時(shí)，受磷酸鐵鋰表面碳包覆層與磷酸鐵鋰作用力影響，電池的內(nèi)阻增大較為緩慢；當(dāng)擱置時(shí)間較長時(shí)(大于23h)，受磷酸鐵鋰與水反應(yīng)以及粘合劑的粘合作用共同影響，電池的內(nèi)阻增大較為明顯。因此，實(shí)際生產(chǎn)中需嚴(yán)格控制極片的周轉(zhuǎn)時(shí)間。