想必大家也知道，電池制作完成后，要組裝到模組里面。然后模組單元組裝進(jìn)PACK包里，通過連接保護(hù)板、電池充放電系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)及測試系統(tǒng)，這個電池包檢測合格后就可以使用了。雖然，在組裝進(jìn)模組前，我們會按照容量、電壓等信息進(jìn)行篩選分檔，盡量讓性能指標(biāo)相近的電池組合到一塊，保證電芯的一致性，但是實(shí)際生產(chǎn)中，由于制程工藝不當(dāng)、管理不好，存在著電池之間一致性較差，經(jīng)過長期充放，成組后電池容量差別逐漸顯現(xiàn)出來。也存在著部分電池，電池性能指標(biāo)測試時一致，但是使用過程中，電池本質(zhì)的差異暴露出來，也會影響整個電池包的容量衰減和安全。

我們不能消除差異，我們的目標(biāo)是盡量縮小差異。從現(xiàn)實(shí)情況來說，降低電池在制造過程中的差異，除了通過改進(jìn)篩選條件，就是提高制程能力，今天，我們就提高制程能力從而改善電池一致性說說該如何進(jìn)行。

當(dāng)然，說如何提高鋰離子電池制造過程中的一致性，首先我們得了解，哪些因素會影響鋰離子電池一致性。

以下我主要從這五個維度來進(jìn)行闡述，很多時候，從理論上可以實(shí)現(xiàn)的東西，實(shí)際生產(chǎn)中卻很難實(shí)現(xiàn)，可能現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)水平不夠、可能管理不當(dāng)、錯誤的操作都會造成差別，并且，各類原因交錯復(fù)雜，要提高電池的一致性，還有很長的很艱難的路要走。

一、容量一致性

1 卷芯重量對容量影響

我曾經(jīng)做過一個實(shí)驗(yàn)，首先需要對卷芯重量分布有一個大致的了解，各選取A、B卷芯200只，稱重（0.01g）并得出分布。其次進(jìn)行卷芯重量的驗(yàn)證，步驟如下：

（1） 于二工段X-RAY之后各取A、B卷芯200只；

（2） 對所取400個卷芯稱重，并按照重量從大到小排序；

（3） 對稱重后的卷芯按照重量相近合芯，并在蓋板上用記號筆做好相應(yīng)標(biāo)記，記錄卷芯條碼，使編號與卷芯重量相匹配；

（4） 同裝在一個周轉(zhuǎn)車和托盤，流到分容后；

（5） 對卷芯重量、分容容量數(shù)據(jù)的收集與分析。

結(jié)論顯而易見，卷芯重的，容量高一些，然后我們對卷芯重的電池，進(jìn)行拆解，記錄了涂布寬度，分切寬度、極片對齊度、查詢了面密度等數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)哪怕一個毫米的涂布寬度，都會影響3%-5%的容量，故而，這一塊要提升的主要是涂布面密度控制，根據(jù)設(shè)備精度來定，最好增加糾偏裝置，AB面對齊度提升；控制激光切分切寬度，需定期對激光切分切寬度進(jìn)行校正。

2 溫度變化對容量的影響

先用一組圖來說明吧。

由圖可知，做溫度（分容）與容量相關(guān)性分析，可決系數(shù)較高，存在著較大的相關(guān)性，可認(rèn)為溫度較高，定出來的容量偏大。那么你可能就要問了，分容室不就在一個房間里，有著統(tǒng)一的中央空調(diào)，為什么溫度不同。其實(shí)，現(xiàn)在很多廠家在區(qū)域有限的條件下，為了擴(kuò)大產(chǎn)能，采用多層化成和分容，層與層之間的溫度差，5℃以上，定出來的容量石油差別的。此外，為了提高效率，多采用堆垛機(jī)運(yùn)輸電池，則靠近堆垛機(jī)處，溫度偏低一些，容量偏低一些。要改進(jìn)溫度的影響，我個人的想法是從兩個方向入手。一是，嚴(yán)格控制房間溫度，特別是對電源處溫度的控制，及時散熱，采用上冷下熱，進(jìn)行循環(huán)；二是，不可避免情況下，通過測試，計(jì)算出層與層之間的溫度差系數(shù)，定出來的容量乘以系數(shù)的方式定容。

3 注入電解液量與容量關(guān)系

對于電解液對容量的影響，我們也做了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn):

（1） 于二工段X-RAY之后各取A、B卷芯65只；

（2） 對所取130個卷芯稱重，并按照重量從大到小排序；

（3） 篩選卷芯重量，使得篩選的卷芯重量都在一定范圍內(nèi)，即所有卷芯重量大體相等；

（4） 對篩選出的卷芯合芯，并記錄下卷芯條碼；

（5） 同裝在一個周轉(zhuǎn)車和托盤一直到分容后，期間對電池對應(yīng)的注液量數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集；

（6） 對注液量、分容容量數(shù)據(jù)整合分析。

經(jīng)過測試我們發(fā)現(xiàn)，注液量多一些的電池，容量會偏高一些，這個很好解釋，電解液多了一點(diǎn)，便于鋰離子的游動，利于放電。但現(xiàn)在企業(yè)多采用高精度的注液泵，且前后進(jìn)行稱重，故而這一塊的一致性較好。

二、內(nèi)阻一致性

電池內(nèi)阻分為歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻。產(chǎn)線上一般采用交流阻抗，快捷方便，存在一定誤差。直流阻抗誤差較小，但可能會對電池造成損傷。

1 溫度對內(nèi)阻的影響分析

為了驗(yàn)證溫度對內(nèi)阻的影響，我們做了以下實(shí)驗(yàn)：

（1） 于OCV3測試結(jié)束后，挑選150只電池；

（2） 一盤放置于ocv3常溫處，一盤放置于溫度控制處23±2℃；

（3） 分別擱置五天，進(jìn)行電壓，內(nèi)阻測試；

（4） 對該電池ocv3及之前的數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與分析。

經(jīng)過測試我們發(fā)現(xiàn)，溫度低的電池，內(nèi)阻偏高一些，可以通過控制分容和測試時候的環(huán)境一致性，來提高電池測試結(jié)果的一致性。

2 焊接狀況對內(nèi)阻的影響

對于這一類，我們篩選了大量的內(nèi)阻較大的電池并進(jìn)行拆解，發(fā)現(xiàn)要么是蓋板焊接處有點(diǎn)問題，要么是極耳焊接不良。故而這一塊的優(yōu)化改進(jìn)，需優(yōu)化極耳焊接和激光焊接的質(zhì)量。

三 電壓一致性

我們對大批量電池進(jìn)行電壓測試，發(fā)現(xiàn)和容量對其影響較大，故而不在贅述，主要是溫度、容量，但是這里有一個另外的原因需要注意，那就是自放電K值，電池?cái)R置過程中，會發(fā)生自放電，且自放電率不一致，會導(dǎo)致最終的電壓不一致，自放電又多是由于襯料固有、粉塵等原因造成的。

四 重量一致性

1 卷芯重量

結(jié)合電芯重量對容量的影響，考察卷芯重量分布，進(jìn)一步探討卷芯重量差異原因。得出卷芯重量的影響因素占據(jù)了60%的組分，改善方式通卷芯重量對容量的影響。

2 電解液注入量

結(jié)合注入電解液對容量的影響，同時可篩選部分批次電池注液量數(shù)據(jù)，分析注液量的波動對注液量影響的貢獻(xiàn)率。

3 蓋板和殼體重量

（1） 于二工段處挑選蓋板和鋁殼各1000只;

（2） 分別對蓋板和鋁殼稱重并記錄；

（3） 數(shù)據(jù)搜集和整理，得出蓋板和鋁殼重量分布，進(jìn)而分析是否對電池重量影響較大。

極片重量的影響約在60%，電解液的影響約在10%左右，蓋板偏差±0.5g，鋁殼偏差±0.3g,測量還存在約10%的誤差，除了改善卷芯重量，校準(zhǔn)儀器，需加強(qiáng)來料的控制，根本上，還是提高供應(yīng)商的制造能力。

五 厚度一致性

我們先對電池厚度趨勢進(jìn)行了解，做了如下測試：

1 電池?cái)R置的厚度分布趨勢

（1） 挑選一盤最新批次的分容結(jié)束后的電池，并放置于ocv3處

（2） 記錄相應(yīng)條碼，并進(jìn)行厚度日常測量2個月；

（3） 對電芯對應(yīng)數(shù)據(jù)（容量，電壓，內(nèi)阻）以及測試厚度數(shù)據(jù)結(jié)合分析，得出電池厚度分布和趨勢。

我們觀察到了一個奇怪的現(xiàn)象，厚度隨著時間的推移，有所增長。后來我們增加了觀測時間，發(fā)現(xiàn)到后期，厚度趨于穩(wěn)定。這個多與材料內(nèi)部的物理化學(xué)性能有關(guān)。且需要注意測試時候的環(huán)境溫度和時間。

2 鋁殼的厚度分布

僅針對鋁殼，我們進(jìn)行了測量，鋁殼控制好偏差的情況，對電芯厚度影響不大。

（1） 于二工段處選取鋁殼1000只；

（2） 對鋁殼厚度進(jìn)行測量并記錄；

（3） 得出鋁殼厚度分布。

3 厚度測試儀精度及測量誤差分析

我們對測量設(shè)備的精度進(jìn)行了驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)兩種方式，均存在一定的測量誤差，夾板式需控制好壓力，激光式需表面清潔。故而這一塊可采用兩者結(jié)合的方式，取一個最合適的值。

以上我主要從五個角度闡述了影響電池制造過程的一致性的因素及如何提高，希望能幫助到你。