增加對(duì)電池容量有貢獻(xiàn)的材料的性能:這里主要就是對(duì)正負(fù)極活性物質(zhì)而言,是提高容量密度最為直接的方法。主要的方向包括:

 

①使用克發(fā)揮更大的材料:例如正極的富鋰材料、高電壓三元材料、高電壓鈷酸鋰材料、二元材料等;負(fù)極的軟碳硬碳、硅錫基化合物等。

 

②使用壓實(shí)密度更大的正負(fù)極材料。

 

③使用粘結(jié)性、導(dǎo)電性更好的活性物質(zhì):這樣可以減少粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑在敷料中的含量,從而提高單位質(zhì)量敷料所能發(fā)揮的容量;另外粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的用量減少也可以提高材料活性物質(zhì)的壓實(shí)等加工性能。

 

④使用厚度反彈更小的材料:鋰離子電池循環(huán)后,厚度會(huì)有一定的反彈;設(shè)計(jì)時(shí)需要預(yù)留循環(huán)后的反彈厚度;而當(dāng)使用了厚度反彈更小的材料時(shí)(依目前所見來看,這些材料也同時(shí)是循環(huán)性能很好的材料),則可以將省掉的厚度反彈預(yù)留空間轉(zhuǎn)給電芯的設(shè)計(jì)厚度,從而增加電芯的設(shè)計(jì)容量。

 

⑤選擇搭配性能更優(yōu)的材料體系:單一的“好正極”、“好負(fù)極”與“好電解液”搭配在一起,并不能保證做出“好電池”。匹配性不好的材料組合在一起,不僅會(huì)降低電池的循環(huán)性能,也可能影響到倍率性能甚至正負(fù)極的克發(fā)揮;同理,當(dāng)材料匹配性更好時(shí),克發(fā)揮、循環(huán)、膨脹率等性能或許都可以得到改善。

 

隨著鋰離子電池材料技術(shù)的日益成熟,常見的鈷酸鋰和石墨的潛能已經(jīng)近乎發(fā)揮到了極限。而今后如果能生產(chǎn)出成熟的其他體系,則對(duì)鋰離子電池的能量密度提升將會(huì)有革命性的影響!

 

2.減少對(duì)電池容量沒有貢獻(xiàn)的材料的體積:這一項(xiàng)比較雜,主要包括:使用更薄的鋁塑膜、使用更薄的電池隔膜、使用更薄的極耳、使用更薄的銅箔和鋁箔、使用更薄的透明膠紙等。

 

可以看出,這方面的改善基本都以“薄”為定語。在有限的體積下,對(duì)容量無直接貢獻(xiàn)的鋁塑膜、隔膜等的體積的減少,就意味著能夠提供容量的化學(xué)物質(zhì)的增多,從而提高電芯容量。

 

但是當(dāng)這些材料更薄時(shí),其機(jī)械強(qiáng)度、安全性能就會(huì)受到影響;這一方面需要輔料制造廠能在基本不降低材料性能的前提下縮小體積,一方面又需要電芯制造廠變更工藝、制成參數(shù)甚至設(shè)備(例如,更薄的鋁箔意味著更高的棍壓延伸系數(shù)并增加涂布、棍壓時(shí)的斷片概率;更薄的隔膜有更高的短路率風(fēng)險(xiǎn);更薄的鋁塑膜更容易產(chǎn)生腳位破損;更薄的極耳會(huì)降低電池的倍率性能等等)。

 

更換這些更薄的材料需要電池廠做大量的認(rèn)證,試產(chǎn)數(shù)量過少則無法準(zhǔn)確得出統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),過多萬一問題太大則又造成了浪費(fèi)。與提高活性物質(zhì)性能相比,降低非活性物質(zhì)的含量顯得思路更多,涉及到得方面也同樣寬泛。

 

3.使用更先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備:先進(jìn)的設(shè)備主要是為了提高制成的一致性、減少生產(chǎn)的波動(dòng),進(jìn)而達(dá)到在不變更均值的前提下提高最小值,而決定一批電芯質(zhì)量的,恰恰是這里所說的被提高的最小值。舉下面兩個(gè)例子:

 

①當(dāng)涂布機(jī)的涂布公差更小時(shí),最小容量/設(shè)計(jì)容量就可以提高,如果客戶是對(duì)最小容量有要求的話,那就相當(dāng)于在設(shè)計(jì)容量不變時(shí),提高了最小容量,也就是說提高了評(píng)估給客戶的電芯的容量;同時(shí)正負(fù)極的涂布偏差降低,在考慮了首次效率、循環(huán)后容量衰減等因素后,設(shè)計(jì)負(fù)極過量就可以適度降低,從而電池有更多的正極材料、也就相當(dāng)于有了更多的容量。

 

②當(dāng)滾壓機(jī)的精確度提高后,由于實(shí)際滾壓時(shí)誤差的減少,設(shè)計(jì)壓實(shí)就可以更為接近材料的最大壓實(shí),從而提高設(shè)計(jì)容量和制成電芯容量;滾壓出極片的厚度更為一致,這樣就相當(dāng)于增加了電芯厚度的一致性,進(jìn)而可以在設(shè)計(jì)時(shí)選擇更小的maxTHK-designTHK,從而提高設(shè)計(jì)容量(分切刀寬度、卷尺寬度、分容柜精確度等與之類似,不再贅述)。

 

4.改進(jìn)制成條件并進(jìn)行更嚴(yán)格的生產(chǎn)監(jiān)控。生產(chǎn)控制方面學(xué)問頗多,列舉一二:

 

①減少滾壓后到卷繞前的轉(zhuǎn)序時(shí)間:這樣可以減少極片的厚度反彈,從而更好的控制電芯厚度。電芯厚度如果明顯低于最大厚度的話,就可以適當(dāng)提高設(shè)計(jì)厚度,從而提高電芯設(shè)計(jì)容量。

 

②穩(wěn)定分容房的溫度:溫度對(duì)電芯分容容量的影響頗大,低溫可能造成將容量本合格的電芯作為低容而轉(zhuǎn)到二次分容從而浪費(fèi)資源,高溫則可能將容量較差的電芯作為合格品出貨。

 

如同短板原理一樣,一批電芯的容量,以出貨電芯的最低值計(jì),一批電芯的厚度,以出貨電芯的最大厚度計(jì)。人的操作在目前我國這種勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)中,對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響尤為重要。生產(chǎn)中,若操作人員和品質(zhì)人員可以盡量低的減少人為操作的誤差、減少制成時(shí)的波動(dòng),也就相當(dāng)于增加了木桶中最短板的長度,從而提高了電池的容量、減少了電池的厚度。

 

5.對(duì)影響電芯容量的雜項(xiàng)進(jìn)行優(yōu)化。

 

滿充電芯拆開,負(fù)極主體應(yīng)該是均勻的完美金黃色。但是當(dāng)人為操作、材料和設(shè)備乃至設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題時(shí),各類的小毛病例如:卷芯負(fù)極第一圈析鋰、隔膜打皺處析鋰、涂布時(shí)正負(fù)極尾部膜密度不均勻析鋰等問題就會(huì)出現(xiàn)。從容量角度來看,析鋰很可能造成容量的偏低;若可以杜絕類似情況,則相當(dāng)于增加了電芯的容量;若無法杜絕此類情況,則需要從設(shè)計(jì)上更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)其發(fā)生的概率和可能產(chǎn)生的影響的大小,從而避免一些電芯由于本可以預(yù)測(cè)到的問題而被報(bào)廢。(一)充電最高電壓4.20V

這個(gè)常識(shí)性的東西相信廣大的模友都能知道。4.20V是一直以來鋰聚合物電池的最高電壓，但隨著技術(shù)的發(fā)展和改良，目前的大多數(shù)廠家的鋰聚合物電池都能安全的到達(dá)4.25V，更有一些頂尖技術(shù)的廠家能做到4.30V，4.30V的電壓就是目前技術(shù)的最高電壓。因?yàn)槲覀兊暮侥Ｓ镁酆衔镫姵氐某潆娖骰旧隙际?.20V的設(shè)定電壓，故按照4.20V充電就可以了。如果是用其它方式自行調(diào)高充電最高電壓(比如4.35V)，會(huì)造成電池的不可逆轉(zhuǎn)的損壞，切忌。

 

(二)放電最低電壓2.75V

可能有很多的模友會(huì)覺得驚奇，因?yàn)檫@個(gè)2.75V的放電最低電壓會(huì)讓他們疑惑，很多新入模的朋友甚至有一些牌子的航模電池商家都會(huì)認(rèn)為是3.70V，這是一個(gè)錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。我們八一電池廠的每一個(gè)航模電池都是經(jīng)過4.20V到2.75V這個(gè)電壓階段的測(cè)試，你手中的每一組“81#”和“巴將軍”航模電池都是經(jīng)過2.75V的最低電壓放電測(cè)試過的，不管是從電池的內(nèi)部構(gòu)架的理論數(shù)據(jù)，還是從電池的放電實(shí)測(cè)上來講，都是2.75V的最低電壓。所以請(qǐng)大家放心大膽的放電到2.75V極限，這樣的使用不會(huì)對(duì)電池造成壽命影響。這里有一個(gè)非常重要的情況必須向廣大的模友說明，首先讓我給大家講一下電量電壓的大概對(duì)比參數(shù)。2.75V≈0%；3.56V≈5%；3.70V≈10%；3.75V=20%；3.85V≈50%。以上電壓和電量的對(duì)比關(guān)系我們只用“約等于”符號(hào)來表示，因?yàn)樗鼈冎g沒有絕對(duì)精確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就像10000MAH的電池永遠(yuǎn)不可能剛好精確到10000MAH這樣的情況是一樣的。哲學(xué)家說世界上沒有兩片一樣的葉子，我想說的是世界上也找不出兩片同樣參數(shù)的電芯，只有參數(shù)相近的。言歸正傳，如果不是做高精度的科研和進(jìn)行電池研究，以上數(shù)據(jù)完全可以當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)來對(duì)待。大家從上面的電量電壓對(duì)比關(guān)系可以看出，當(dāng)電池電壓到3.56V時(shí)其實(shí)只有5%的電量，這5%的電量如果把握不好，就會(huì)很快到達(dá)或超過0%的極限值，超過了極限值，電池立刻脹氣。假設(shè)一塊航模電池在飛機(jī)上能飛行10分鐘，那么這5%的電量只能支持到30秒，哪怕你只超過了5秒，也必然會(huì)造成脹氣?？紤]到不少新手朋友不能準(zhǔn)確把握這個(gè)放電數(shù)值，才會(huì)有不少航模電池商家建議放電到3.70V為終止放電電壓的情況。另，以上電壓值均為無負(fù)載情況下的電壓，有負(fù)載的電壓情況根據(jù)您的放電電流大小來具體確定。想了解更多關(guān)于負(fù)載電壓的情況可加Q群：250438421。我們有大量的數(shù)據(jù)可以給您提供。