锂离子电池注液量是否越多越好？

锂离子电池重要由正极、负极和电解液等部分构成，其间电解液虽然不供给容量，可是却承担着在正负极之间传导Li+的重要用途，因而锂离子电池的循环寿数和倍率功能等特性都与电解液之间有着亲近的关系。因为电解液在锂离子电池作业的进程中会持续的在正负极发生氧化和复原反响，因而注液量过少有关锂离子电池的循环寿数不利，一起假如电解液数量过少，也会导致部分活性物质无法滋润，因而不利于电池容量的发挥，可是注液量过多也会形成锂离子电池能量密度下降，本钱升高级问题，因而怎么确认适宜的注液量，有关锂离子电池在功能和本钱之间的平衡就显得尤为重要。

近日，德国慕尼黑工业大学的FlorianJ.Günter（榜首作者，通讯作者）就对注液量有关锂离子电池滋润速度、能量密度和寿数功能的影响进行了具体的研讨

。试验中作者选用了软包电池作为研讨目标，其间包括13片负极和12片正极，其间正极选用了NCM111资料，负极选用了石墨，正负极的基本参数如下表所示。选用的电解液为1mol浓度的LiPF6溶液（EC：EMC=3:7，2%的VC）。

为了确保电解液可以充沛滋润电极，注液进程是在80mBar的高真空环境下进行的，电解液的用量可以通过下式进行核算，其间vf为体积比系数，范围为0.6-1.8，电池内部的微孔体积约为8.85ml，下表为选用不同体积比系数vf时电池的注液量与电池容量等基本信息。

跟着电解液滋润程度的添加，电池内可以参加反响的两相界面不断添加，因而假如咱们选用交流阻抗手法对电池阻抗进行丈量，就可以发现电池的高频阻抗在持续下降，这也为咱们实时监测电池滋润供给了一种新的方式。从下图不同注液量后电池高频阻抗的变化可以看到注液量更多的情况下，电池在注液后高频阻抗也下降的更多，可是当电解液与微孔体积比系数添加到1以上时，电解液量添加有关下降高频阻抗就影响比较小。一起咱们还可以注意到电解液量较少的电池在滋润进程中还有阻抗添加的情况，这重要是因为电解液量缺乏形成的。

不同电解液量有关电池在不同倍率下的可逆容量和能量密度的影响，理论上电解液只要填充掉电极和隔阂中所有的孔隙就可以，可是实践因为电极和隔阂之间依然存在必定的空隙，电池实践需求的电解液量要大于1，咱们看到当电解液体积比系数从0.6提高到1.2，电池在0.1C的可逆容量也在添加，可是持续添加注液量后电池的容量没有明显的添加，可是跟着电解液数量的添加，电池的能量密度在不断下降。

不同注液量电池在1C循环进程中不同倍率容量衰降情况，从图中可以注意到注液量比较少的0.6和0.8在通过50次循环后，可逆容量就发生了明显的衰降，特别是注液量最少的0.6电池的衰降尤为严峻，这重要是因为电解液数量缺乏引起的滋润不充沛形成，可是当电解液数量过多，达到1.6-1.8时，咱们也可以相同观察到电池的衰降明显添加，作者以为这可能是因为电解液中过量的VC添加剂形成的。

不同注液量的电池在不同寿数阶段的放电曲线，可以帮助咱们更好的了解锂丢失和电解液缺乏的影响，在循环榜首周时，咱们可以看到此时基本上没有Li丢失，因而电解液量对电池功能的影响占主导地位，因而电池注液量越多，则电池的电压渠道越高，电池容量越大。在通过100次循环后，注液量为0.6的电池已经失去了放电才能，注液量较多的电池（1.6和1.8）虽然在放电的前期依然保持了较高的电压，可是放电后期电压快速衰降，因而电池的容量也较低，与注液量为0.8的电池的容量接近，注液量较多的电池丢失的可逆容量可能来自于活性Li的丢失，而注液量中等的电池（1.2和1.4）则依然保持了较高的容量。可是在通过500次循环，虽然注液量为1.4的电池容量依然最高，可是在放电的初期相比于电解液量较多的电池依然出现了较多的电压衰降。

不同注液量的电池恒压充电容量在电池容量中的占比，电池恒压充电容量占比重要反响电池充电进程中的极化情况，电池极化越大，则更早的进入到恒压充电阶段，因而恒压充电容量占比也就更大，因而咱们从下图可以看到有关所有的电池充电倍率越大，则电池极化越大，恒压充电容量占比也就越高。从下图中咱们可以看到电池的注液量越多则电池恒压充电容量占比越低，极化越小。

从FlorianJ.Günter的作业咱们可以看到有关锂离子电池并不是电解液越多越好，电解液过多时其间过量的成膜添加剂会不断消耗电池中的活性Li成分，然后引起锂离子电池容量衰降加快，而电解液数量过少则会导致活性物质滋润不充沛，然后导致部分活性物质无法参加反响，然后严峻影响循环寿数，因而适宜的电解液量不只有利于提高能量密度和下降本钱，有关提高锂离子电池的循环寿数相同