對(duì)立的雙方相伴相生，失去一方則另一方也就沒(méi)有了存在的可能。在電池當(dāng)中，也有很多類似于零和游戲的對(duì)立雙方，讓我們?cè)陬櫞耸П说睦щy抉擇中也不禁贊嘆矛盾的美妙。

能量密度與電芯性能。容量是電池的第一屬性，而能量密度則是幾乎所有電池在設(shè)計(jì)時(shí)所必須考慮的首要問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)的能量密度提高時(shí)，電芯則不得不選擇更薄的隔膜、材料也需要使用在極限壓實(shí)和面密度下。一方面，如此極限的設(shè)計(jì)會(huì)讓電芯的吸液更加困難，從而影響電芯的循環(huán)性能；另一方面更薄的隔膜鋁塑膜、更高能量密度的材料也意味著更差的安全性能。能量密度與電芯性能，可以說(shuō)是任何一家單位在設(shè)計(jì)電池時(shí)都不得不遇到的問(wèn)題；一家單位往往是當(dāng)其能量密度有較大優(yōu)勢(shì)時(shí)，電芯的循環(huán)安全性能就有可能存在一定隱患；當(dāng)其循環(huán)安全性能做到百分百無(wú)誤時(shí)，能量密度又往往較低而使產(chǎn)品缺乏很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。文武畢竟是做技術(shù)出身(文武一直認(rèn)為，入行后所從事的工作類型對(duì)其未來(lái)看待問(wèn)題的角度有極大的影響；例如之前單位一個(gè)BOSS是做電子的出身，那他在遇到問(wèn)題時(shí)永遠(yuǎn)想的都是“這不是電子的問(wèn)題，是電芯的問(wèn)題，電芯必須想盡一切辦法提高”，而不可能想著電芯如何難做，即便未來(lái)讓他去管理電芯事業(yè)部；之前單位老板業(yè)務(wù)出身，從他眼里永遠(yuǎn)看不到技術(shù)部的進(jìn)步，市場(chǎng)部拉來(lái)訂單就會(huì)給提成，而技術(shù)部做出來(lái)了新東西他覺(jué)得很正常；當(dāng)然文武就個(gè)人能力而言無(wú)資格批評(píng)這兩個(gè)BOSS，并且文武也不是在批評(píng)，只是為了說(shuō)明“出身”對(duì)人思考問(wèn)題切入點(diǎn)的影響)，電池這個(gè)行業(yè)，沒(méi)有技術(shù)絕對(duì)不行，做低端的入門門檻太低人人都能做，人人都能做的結(jié)果就是大家互相壓價(jià)，最后經(jīng)常是誰(shuí)寧可賺的最少甚至是誰(shuí)寧可賠錢誰(shuí)拿單；但是當(dāng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)建立起來(lái)后，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手少了，也就自然有了定價(jià)權(quán)。一個(gè)單位可能囿于目前的市場(chǎng)而“無(wú)需”開發(fā)出技術(shù)含量很高的東西，但是技術(shù)部要有預(yù)研發(fā)的心態(tài)，確定自身技術(shù)特點(diǎn)（能量密度型？安全型？倍率型？），緊跟最前沿客戶要求，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行一些事先的預(yù)研，而后將其作為技術(shù)儲(chǔ)備，當(dāng)市場(chǎng)部拉到大客戶樣品單時(shí)，可以短時(shí)間完成設(shè)計(jì)和送樣，從而占據(jù)先機(jī)（說(shuō)著說(shuō)著似乎天馬行空了）。對(duì)未來(lái)的電池發(fā)展而言，安全性能更是突出問(wèn)題，終結(jié)者3中阿諾將其體內(nèi)的氫電池丟在路邊從而引起巨大爆炸的場(chǎng)景讓人難忘。只要是具有能量的東西，則不可能絕對(duì)安全；當(dāng)我們手中可拿握之物的能量也在我們一只手所能掌控時(shí)，那問(wèn)題尚且不大；但未來(lái)若是人人手中之物都有炸平房屋的能量，那安全隱患就可想而知了。

注液量與加工性能。單對(duì)電芯性能而言，提高注液量有益無(wú)害；但當(dāng)注液量較多時(shí)，電芯的加工性能會(huì)明顯下降，注液后真空吸附困難、熱冷壓和夾具baking時(shí)電芯壓爆、除氣后軟電芯甚至不封口等問(wèn)題都會(huì)接踵而至。嚴(yán)格上來(lái)講，工藝中的注液量一定不可讓電芯在加工時(shí)出現(xiàn)由注液量過(guò)大而引起的批量異常，否則注液量就有問(wèn)題需要減少（若減少后帶來(lái)的結(jié)果是保液量的下降及循環(huán)NG，那就說(shuō)明要更換材料了）；當(dāng)然在確認(rèn)注液量有問(wèn)題之前，從工序角度優(yōu)化也必不可少，例如吸附困難時(shí)可不可以加大吸附箱容量從而提高效率、壓爆時(shí)可不可以調(diào)低夾板下壓速度從而減少壓爆比例等，當(dāng)工序優(yōu)化已到極限或者已到自身短期無(wú)法再進(jìn)一步優(yōu)化的時(shí)候，那就降低注液量吧。當(dāng)魚和熊掌不可兼得時(shí)，最高領(lǐng)導(dǎo)拍板說(shuō)要哪個(gè)，那就要哪個(gè)好了。

生產(chǎn)效率與產(chǎn)品良率。對(duì)生產(chǎn)而言，提高產(chǎn)量或者說(shuō)提高效率是其骨子里所追尋的目標(biāo)，更高的效率就意味著生產(chǎn)過(guò)程中更短的制程周期和更短的用于加工的時(shí)間，而后者往往會(huì)造成產(chǎn)品性能的降低。說(shuō)來(lái)有趣，生產(chǎn)遇到的很多質(zhì)量問(wèn)題、都可以通過(guò)類似于“降低生產(chǎn)效率、增加加工時(shí)間”的方法來(lái)改善；例如涂布過(guò)程中遇到開裂可通過(guò)同時(shí)降低溫度和走速來(lái)改善、半自動(dòng)卷繞易變形可以通過(guò)卷繞速度先慢后快的變速卷繞來(lái)改善、化成時(shí)形成SEI膜效果不佳可通過(guò)減少充電倍率來(lái)改善、夾具baking后電芯發(fā)軟可通過(guò)延長(zhǎng)baking時(shí)間和電芯下夾前延長(zhǎng)常溫?cái)R置時(shí)間來(lái)改善等等。從統(tǒng)計(jì)上來(lái)講，“時(shí)間”在這里往往充當(dāng)著“穩(wěn)定因子”的作用；從感性上來(lái)講，如果一個(gè)改善既可以在提高良率的同時(shí)提高效率，那之前所用的方法又是不是太沒(méi)水平了呢？當(dāng)效率與良率產(chǎn)生矛盾時(shí)，優(yōu)先保證的一定是良率，但同時(shí)也要理解產(chǎn)線為了達(dá)到良率所損失的效率，人員的增加、設(shè)備的增補(bǔ)、產(chǎn)量的減少等，只有想人所想，你的改善方案才會(huì)被人所接受。

負(fù)極克容量與膨脹。硅基材料是未來(lái)負(fù)極材料的一個(gè)選擇方向，其超高的嵌鋰容量為最大的優(yōu)勢(shì)；但同時(shí)充放電過(guò)程中膨脹太大也是其未能推廣的一個(gè)重要限制。石墨在嵌鋰時(shí)，鋰離子嵌入石墨層中間，其狀態(tài)類似于兩層棉被之間放了幾個(gè)小玻璃球，形變必然小的同時(shí)嵌鋰容量也不會(huì)太高。而鋰與硅反應(yīng)時(shí)，鋰直接插入到硅硅原子之間，類似于在滿滿鋪平一地的玻璃球中間再插入更多的玻璃球，雖然可嵌入的鋰更多，但同時(shí)占用的體積也必然更大。表面上看似相關(guān)的“插鋰容量高低”與“插鋰后形變大小”，實(shí)際上都是由插鋰的機(jī)理決定的。也就是說(shuō)，當(dāng)一個(gè)材料擁有更大的容量時(shí)，其充放電形變往往也容易更大，其推廣也就必然受限。當(dāng)然，優(yōu)秀的材料是一定可以研究出來(lái)的，材料的膨脹也可以通過(guò)包覆或納米處理等的方式來(lái)改善，并且也并不存在容量高形變一定大的必然結(jié)果（與其說(shuō)是“結(jié)果”，倒不如說(shuō)這是一個(gè)趨勢(shì)），隨著科技的進(jìn)步，對(duì)新材料的開發(fā)會(huì)越來(lái)越重要（貌似中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)NG的一個(gè)主要原因就是材料不過(guò)關(guān)），文武這方面實(shí)力受學(xué)歷所困外加當(dāng)時(shí)此科選修開卷考試時(shí)竟然連書都沒(méi)弄到，只能靜待好的結(jié)果啦。

正極能量與安全。之前一位師兄曾對(duì)文武說(shuō)過(guò)，材料能量越高也就會(huì)越不安全。當(dāng)一個(gè)材料能量較高時(shí)，也就意味著其在充電后的脫鋰量更大、同時(shí)結(jié)構(gòu)變化也更大，因此也就更不穩(wěn)定；例如鈷酸鋰滿充后會(huì)有較多的4價(jià)鈷存在從而增加了正極的氧化性、作為鈷酸鋰骨架的CoO2-1(鈷酸根？)的結(jié)構(gòu)受到了破壞、從而使正極材料更易分解進(jìn)而降低了安全性。但當(dāng)一個(gè)材料能量較低時(shí)，充電后也就失去了較少的鋰，材料本身的結(jié)構(gòu)得以更好的保留，安全性也就會(huì)因此提高；磷酸鐵鋰滿充后，作為骨架結(jié)構(gòu)、占整個(gè)分子比重很大的磷酸根并沒(méi)有被破壞，分子結(jié)構(gòu)沒(méi)有被破壞，其安全性自然也就較高。與負(fù)極克發(fā)揮與膨脹看似相關(guān)實(shí)則都由材料結(jié)構(gòu)決定一樣，正極克發(fā)揮與安全看似負(fù)相關(guān)實(shí)則也都由材料自身結(jié)構(gòu)所決定。

電池的材料、設(shè)計(jì)、制程等，共為一個(gè)統(tǒng)一的整體，相互之間關(guān)聯(lián)無(wú)窮且又都源自于最根本的幾個(gè)理論基礎(chǔ)。在電芯的設(shè)計(jì)中，難免會(huì)有顧此失彼的時(shí)候，讓矛盾中的雙方同時(shí)達(dá)到最佳點(diǎn)是絕對(duì)不可能的，找到其最佳的平衡點(diǎn)或選擇自己更為關(guān)注的方向作為優(yōu)先參考方位方為最佳之舉。

容量是電池的第一屬性，低容也是樣品、量產(chǎn)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題。本文無(wú)法讓你在遇到低容問(wèn)題后一定可以立刻分析出原因，但是會(huì)給大家一個(gè)基本的思路。聽到有電芯低容，第一個(gè)反應(yīng)應(yīng)該是確認(rèn)低容問(wèn)題是否屬實(shí)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，先是要確認(rèn)分容工藝是否設(shè)置錯(cuò)誤（比如放電電流是不是設(shè)置大了、充電時(shí)間是不是設(shè)置短了）；如果分容工步設(shè)置無(wú)問(wèn)題，就需要更換測(cè)試點(diǎn)之后對(duì)電芯進(jìn)行重新分容，同時(shí)心里默念著“二次分容后一定不要再低容了”。當(dāng)然對(duì)于量產(chǎn)乃至樣品而言，分容柜誤差造成的批量低容的概率很低，一般情況下都是電芯真的有問(wèn)題了。若復(fù)測(cè)之后依舊低容，那就可以確認(rèn)低容問(wèn)題真的存在了（同時(shí)在復(fù)測(cè)的時(shí)候最好留一個(gè)心眼：滿充3pcs復(fù)測(cè)電芯，以備后用）。

確認(rèn)了低容存在之后，需要進(jìn)一步確認(rèn)低容發(fā)生的頻度和嚴(yán)重度，從整體上掌握低容的實(shí)際情況。樣品往往就是一批，不多說(shuō)；但量產(chǎn)型號(hào)則存在“該型號(hào)一直低容”及“該型號(hào)偶發(fā)低容”這兩種情況。對(duì)于前者，分析要以設(shè)計(jì)、選材角度及量產(chǎn)長(zhǎng)期遇到的頑固問(wèn)題作為切入點(diǎn)和優(yōu)先考慮方向（例如是不是這個(gè)材料匹配是不曾驗(yàn)證過(guò)的？是不是最近產(chǎn)線經(jīng)常出現(xiàn)同一個(gè)會(huì)引起低容的異常但一直拖拖拉拉未曾解決）；對(duì)于后者，則需要從產(chǎn)線操作及工藝變更來(lái)作為優(yōu)先考慮對(duì)象（例如是不是這一批負(fù)極壓死了？是不是產(chǎn)線為了產(chǎn)量縮短了老化時(shí)間？是不是工藝較之前進(jìn)行了改變而這一改變有引發(fā)低容的風(fēng)險(xiǎn)）。頻度確認(rèn)了之后，還要確認(rèn)一下相對(duì)不太重要的嚴(yán)重度，也就是低容電芯的比例以及容量低于要求值的比例。確認(rèn)嚴(yán)重度更大程度上是為了可能的放寬容量規(guī)格及判定缺貨數(shù)量提供依據(jù)，而對(duì)于問(wèn)題本身的分析，意義沒(méi)有確認(rèn)頻度一樣重要，不過(guò)依舊必不可少。

整體上把握了低容實(shí)際情況之后，就要開始分析了。對(duì)于水平較高且遇到過(guò)同樣問(wèn)題的專家而言，拆3pcs電芯就應(yīng)該可以大體斷定低容的實(shí)際原因。但對(duì)于一般人而言，一是我們很難有類似的能力及積累，二是拿三個(gè)電芯照片無(wú)法充分向上級(jí)和同事說(shuō)明問(wèn)題（即使你的結(jié)論是正確的）。因此則需要更為系統(tǒng)一些的方法。在系統(tǒng)的分析之前，可以先將之前復(fù)測(cè)滿充的低容電芯拆開看一下界面，若無(wú)問(wèn)題，則很可能是正極涂布偏輕或設(shè)計(jì)余量不足的原因；若界面有問(wèn)題，則可能是制程中或設(shè)計(jì)中方方面面的問(wèn)題（這不廢話嘛）。

分析開始了。首先需要最少低容8pcs電芯+容量合格的8pcs電芯。低容電芯再隨機(jī)分兩組為低容A組及低容B組，容量合格電芯隨機(jī)分兩組為合格A組及合格B組。而后將兩個(gè)A組電芯放電至靜止電壓3.0V左右（文武習(xí)慣于0.5C放電至3.0V后再0.2C放電至2.5V；當(dāng)然對(duì)象是鈷酸鋰和三元+石墨負(fù)極）；而后拆解低容及合格電芯，將正極片以85℃以上的溫度真空烘烤24h（具體烘烤參數(shù)文武沒(méi)有DOE驗(yàn)證過(guò)，不過(guò)可以確定給出的參數(shù)是可以完成分析的），而后稱量低容正極片與合格正極片的重量差異；若低容極片重量明顯低于合格正極片或低于工藝范圍，則基本可以判斷低容為正極涂布偏輕所致。對(duì)于烘烤后稱量極片重量文武有兩點(diǎn)需要補(bǔ)充：一是雖然正極的首次不可逆鋰源會(huì)使正極損失一點(diǎn)重量，但總不可逆鋰源的重量?jī)H占正極鋰源的5%左右、占正極片重量的0.5%以下，即使再加上由析鋰所造成的不可逆鋰源，其引起的正極偏輕也不會(huì)低于極片總重的1%；電解液在烘烤過(guò)程中不可能完全被烤干，但實(shí)際殘留部分的重量相對(duì)極片重量而言也很有限?？傮w來(lái)說(shuō)，烘烤正極后稱量極片重量與卷繞前極片實(shí)際重量相比，誤差不會(huì)超過(guò)2%。況且有容量合格正極重量與低容極片重量相對(duì)比，此種方法還是比較可信的（另外還聽說(shuō)過(guò)可以通過(guò)極片上面擦拭什么東西會(huì)更有助于電解液的烤干，其細(xì)節(jié)及原理文武不懂，希望有知道的朋友不吝指教）。二是同樣的方法不適合于負(fù)極，原因?yàn)樨?fù)極化成時(shí)會(huì)增加很多的重量，但可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)給出化成后負(fù)極增重比例進(jìn)而反推負(fù)極片重量、判斷低容是否為負(fù)極過(guò)量不足引起；但文武沒(méi)有做過(guò)類似實(shí)驗(yàn)，有興趣的朋友可以自己測(cè)試一下。

若確認(rèn)了正極偏輕為低容的原因的話則是萬(wàn)幸，但實(shí)際上這萬(wàn)幸的概率往往是萬(wàn)一而已。這樣的話就要靠對(duì)低容B組及合格B組的分析了。B組電芯需要滿充，而后拆解對(duì)比負(fù)極界面差異。低放電容量低等價(jià)于低充電容量等價(jià)于負(fù)極滿充界面會(huì)有異常。其實(shí)大部分情況，只要低容發(fā)生了，那不論電芯是低容還是容量合格，其界面都會(huì)有類似的異常，只是程度不同而已。記錄電芯界面情況時(shí)，也需要同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)電芯實(shí)際容量，最后一般會(huì)得到類似于低容程度高的電芯其界面異常更為嚴(yán)重的結(jié)論。

由于本文已逾千字，故主體部分內(nèi)容到此為止。大家可能更感興趣的“低容常見(jiàn)原因”，文武會(huì)在一周內(nèi)發(fā)出，而后將網(wǎng)址鏈接發(fā)于本帖的最后。“整體把握低容的情況”以及“對(duì)比低容與合格電芯的正極片重量及負(fù)極界面”是分析的必要切入點(diǎn)，確認(rèn)這兩個(gè)問(wèn)題對(duì)未來(lái)最終判斷低容的原因有方向性的指導(dǎo)作用，可以事半功倍，對(duì)于經(jīng)驗(yàn)相對(duì)少的朋友更是如此。