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?一、作者信息及文章摘要2022年，北京理工大學 Peipei Xu博士開發(fā)了一種基于LFP電池的膨脹力曲線來預估電池SOC的方法，經(jīng)過實驗驗證發(fā)現(xiàn)，在電池不同的工況條件下，膨脹力對SOC的變化比電壓更加敏感，因此本文提出膨脹力估計SOC的方法，首先采用LSSVM方法搭建膨脹力模型，可解決膨脹力與SO

?一、作者信息及文章摘要2017年，J.R.Dahn課題組針對不同硅負極的軟包電池，采用原位表征方法測試其電極的體積、應力和厚度變化，并結(jié)合計算的方式，定量分析硅復合電極每種成分的體積膨脹占比，從而為深入理解硅基材料的膨脹機理奠定基礎。二、試驗方案1. 本實驗中制作三種電池：(A) Li(Ni1-x-

?全固態(tài)電池(assb)具有理論能量密度高、本質(zhì)安全等優(yōu)點，是最有前途的下一代儲能系統(tǒng)。然而，電極與固體電解質(zhì)之間“固-固”接觸的限制嚴重阻礙了界面電荷傳輸。研究表明，外部壓力的引入可以有效降低“固-固”接觸電阻，延長電池的循環(huán)壽命。通過適當調(diào)整外部壓力，可以優(yōu)化固態(tài)電池的性能。但是外部壓力對固態(tài)電池

?一、背景介紹在新能源汽車或儲能電站中，鋰離子電池常常會以多并串的形式組成模組或電池包（Pack）進行使用，如果其中某幾顆電池出現(xiàn)性能缺陷或安全風險，則會引發(fā)整個模組或電池包的失效，甚至起火，這種現(xiàn)象可以稱之為電池包的“木桶效應”?！澳就啊钡男钏畼O限取決于“短板”的高度，因此合圍“木桶”所使用的“木頭

?鋰離子電芯在充放電過程中的膨脹行為有兩種表現(xiàn)形式：厚度和應力，準確測量膨脹厚度和膨脹力，有助于優(yōu)化電芯設計和提升電池在使用過程中的安全性能1-3。恒間隙模式的傳統(tǒng)測試方法是采用一個鋼板夾具，將電芯固定在壓板中間，用螺栓固定上下壓板的位置，在上壓板處安裝一個力傳感器來監(jiān)控壓力變化，但此方法很難保證測試

?在可持續(xù)的現(xiàn)代社會和氣候目標的背景下，電池儲能技術(shù)已成為全球汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型和全球經(jīng)濟可持續(xù)增長的重要方向。鋰離子電池（LIB）由于其長周期壽命和高倍率性能，已成為消費者、電力和儲能市場的主要儲能解決方案之一。當前鋰離子電池在降低生產(chǎn)成本、提高性能和耐久性方面仍然存在挑戰(zhàn)，因此，深入了解生產(chǎn)過程對電池的

?電解液是鋰離子電池研發(fā)的核心部分，不僅是保證離子傳輸?shù)闹匾浇?，也是電池獲得高電壓、高比能的重要基礎。電解液相關參數(shù)及對極片和隔膜的浸潤性直接影響電池性能的發(fā)揮。其中電解液在極片中的浸潤效果與極片本身的壓實密度、孔隙大小、孔隙率等參數(shù)緊密相關，電解液在極片中的浸潤情況評估可作為極片層級工藝優(yōu)化的關鍵

?鋰電池作為一種目前最常見的儲能器件，已被廣泛使用在生活的各方面。當電池在使用過程中，其內(nèi)部無時無刻都在發(fā)生著化學、電化學反應，導致鋰電池的形狀也會隨著這些反應而發(fā)生一定程度的變化。電池的膨脹通常分為兩種：一種是正負極材料脫嵌鋰結(jié)構(gòu)變化造成的硬膨脹；另一種是由于鋰電池內(nèi)部的產(chǎn)氣反應引起的軟膨脹。硬膨脹

?前 言在電化學領域，電池測試設備是研究和開發(fā)新型電池技術(shù)的關鍵工具。隨著新能源技術(shù)的飛速發(fā)展，高精度測試設備在電池測試中的重要性愈發(fā)凸顯。充放電設備主要用于鋰電池的一致性、安全性、功能性和可靠性的測試與評估，是鋰電池生產(chǎn)、研發(fā)、應用等階段不可或缺的重要環(huán)節(jié)。今年5月8日，工信部公開征求了對鋰電池行業(yè)

?前 言隨著新能源汽車對續(xù)航能力要求的不斷提高，電池負極材料也在向著高能量密度的方向發(fā)展。傳統(tǒng)石墨負極材料雖然工藝成熟、成本低，但是在能量密度方面的發(fā)展已接近其理論最大值（372mAh/g）。硅憑借著超高的克容量（4200mAh/g）和較低的嵌鋰電位（0.4V）逐漸進入人們的視野，但硅負極在充放電過程

?前 言隨著傳統(tǒng)能源的日益枯竭，鋰離子電池憑借著循環(huán)壽命長、能量密度高等特性被廣泛應用于消費電子、新能源汽車、光伏儲能等領域，但是隨之而來的安全問題也引起了用戶的極大關注。鋰離子電池在發(fā)生安全故障的早期往往會出現(xiàn)明顯的膨脹形變，并造成電池之間的顯著壓力變化，而這種膨脹遠早于溫度異常和氣體溢出現(xiàn)象。因此

?在現(xiàn)有技術(shù)中，測量軟包電芯平整度的方法主要是肉眼觀察法、千分尺測厚或激光掃描法。肉眼觀察法即我們俗稱的目測法，就是利用可見光觀察電芯的表面狀態(tài)，是一種粗糙的不可定量的觀察方法，利用可見光觀察雖然快捷，但是無法定量的給出電芯的平整度的差異。激光掃描法是利用光學設備，將電芯的整個輪廓掃描后制作成3D模型

?硅碳體系電芯的膨脹主要與硅材料的體積膨脹有關，若電芯循環(huán)過程中不可逆膨脹累積太多，會導致電芯的容量衰減嚴重。目前行業(yè)內(nèi)常用的改善硅碳復合電極循環(huán)性能的策略有1??：(1) 材料結(jié)構(gòu)修飾，例如減小硅顆粒的尺寸，或合成納米結(jié)構(gòu)的硅電極；(2) 電位控制，以避免形成結(jié)晶的Li-Si合金；(3) 開發(fā)自修復

?前 言化成是鋰離子電池生產(chǎn)制造過程中的一道關鍵工序，化成的目的主要是在負極表面生成SEI以隔絕電子并導通離子1?2，SEI成膜的好壞直接影響電池后續(xù)的循環(huán)倍率性能，因此，控制合適的化成條件（化成溫度、充電倍率、施加壓力等）是非常重要的生產(chǎn)步驟。在SEI成膜過程中會伴隨有電池體積的增加，一方面是由于成

?前言鋰離子電池充放電過程中，正負極材料不斷脫嵌鋰造成顆粒體積變化，并伴隨著電芯厚度變化，同時隨著電芯的老化，伴隨著SEI膜增厚、產(chǎn)氣、析鋰等也會使電芯厚度增加。若電芯被限制于固定空間內(nèi)（實際應用場景），則會對此空間外壁產(chǎn)生一定的作用力（膨脹力），此膨脹力會影響電芯的循環(huán)性能及安全性。一般地，限制電芯

?鋰離子電池在充放電過程中，由于正負極的結(jié)構(gòu)膨脹和電解液分解產(chǎn)氣會造成電芯的膨脹，當電池的束縛邊界不同時，電芯膨脹的表現(xiàn)形式也不同。電芯表面施加的應力一定時，電芯表現(xiàn)出厚度的變化，而當電芯的初始厚度控制不變時，電芯則表現(xiàn)出應力的變化。通常在測試電芯的膨脹行為時，需要控制不同的邊界條件，得到電芯膨脹厚度

?近些年來，鋰離子電池因其較高的比容量與安全性被廣泛地應用在消費電子、電動汽車、儲能電站等領域。隨著人們對電池容量的需求越來越高，鋰電池企業(yè)，尤其是動力電池廠商，更多地采用多并串的電池模組來滿足用戶的容量需求。電芯在封裝成模組時不僅要考慮模組的強度和變形，還須考慮封裝的壓力對電池性能發(fā)揮與安全性的影響

?隨著電動汽車的快速發(fā)展，電動車在道路上的占有率也越來越高，給人們提供便利的同時，也不可避免的存在很多安全隱患，其中汽車碰撞事故是需要重點關注的安全問題。鋰離子電池是電動汽車的儲能裝置，儲存著巨大的能量。盡管鋰離子電池被安裝在汽車底盤上不易變形的位置，但一旦遭到撞擊，就極有可能對電池造成破壞，引起短路

?鋰離子電池充放電循環(huán)過程是一個復雜的物理化學反應過程，其循環(huán)壽命影響因素是多方面的。一方面與電池本身的特性相關，例如材料特性、電極設計和電池制作工藝等；另一方面也與使用過程中電池受外界的影響相關。本文主要是從改變外部壓力尋找最合適電芯循環(huán)壽命的條件，可為電芯使用和模具PACK提供一定的指導作用。1?

?復合機流體技術(shù)背景復合集流體是一種“三明治”結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為聚合物高分子層（如PET、PP或PI），兩側(cè)為金屬導電層（如Al或Cu），如圖1為復合集流體結(jié)構(gòu)示意圖。目前工業(yè)量產(chǎn)的復合集流體中復合銅箔集流體采用4.5μm OPP（聚丙烯）作為基材，先在基材兩面磁控濺射各50nm銅層，再在銅層表面進行水電鍍

?鋰離子電池在充放電過程中會由于脫嵌鋰而發(fā)生結(jié)構(gòu)膨脹或收縮。在對鋰離子電池充電時，負極側(cè)發(fā)生的是插層嵌鋰（例如石墨負極、硬碳負極等）或合金化嵌鋰（例如硅基負極、鋰金屬負極等）的過程，因此負極材料一般會隨著嵌鋰深度的增加而發(fā)生明顯的體積膨脹，例如石墨負極一般會產(chǎn)生10~15%的體積膨脹，而硅基負極最大可

?作者信息及文章摘要中國科技大學的談鵬課題組（第一作者 Zhiyuan Zhang）通過探究外部壓力對硅負極鋰電池的極化以及循環(huán)性能的影響，發(fā)現(xiàn)合適的外部壓力可以減小電芯循環(huán)過程的極化，而且在電池循環(huán)過程中施加階梯式的外部壓力，可以顯著提升循環(huán)壽命。該研究結(jié)果可作為以硅基負極為主的鋰離子電池容量提升的

?鋰電池的主要封裝形式有三種，分別是軟包、方形和圓柱。軟包電芯采用鋁塑膜作為封裝材料，具有設計靈活性和多樣的型號，外形可根據(jù)客戶需求進行定制。軟包電芯具有較小的內(nèi)阻和高能量密度，在失效時通常會產(chǎn)生脹氣并裂開。然而，軟包電芯存在一致性差的問題，并且容易發(fā)生漏液。方形電芯通常采用鋁合金、不銹鋼等材料作為殼

?1. 背景如之前文章所述：《極片柔韌性—可彎曲性or可復原性？》，柔韌性可以區(qū)分為可復原性（重復彎曲的能力）和可彎曲性（彎曲一次而不斷裂的能力）?？蓮驮缘膫?cè)重點在于極片在多次彎曲過程中發(fā)生形變后的恢復能力和長期穩(wěn)定性。關于可復原性的評價，元能科技的BEF1000支持疲勞模式的試驗，可以測試極片在多

?1. 背景鋰離子電池極片是一種由電極涂層和集流體箔材組成的三層結(jié)構(gòu)復合材料，即顆粒組成的涂層均勻地涂敷在金屬集流體兩側(cè)。極片的機械穩(wěn)定性對電池有重要影響，機械穩(wěn)定性差的極片可能出現(xiàn)的失效方式包括：涂層從集流體剝離、涂層開裂，活性顆粒脫落等，這些都會影響電池的容量和循環(huán)壽命。除了影響電池的性能外，極片

?前 言隨鋰電行業(yè)的發(fā)展，硅基負極材料因其高理論比容量而成為鋰離子電池領域的研究熱點。硅基負極漿料通常使用去離子水作為溶劑，采用表面改性和元素摻雜等技術(shù)來提升材料性能，但這些技術(shù)可能引入不穩(wěn)定因素，如表面堿性和包覆不完整，導致納米硅暴露并與氫氧根離子反應，使硅基材料容易在鋰電池生產(chǎn)過程勻漿工序出現(xiàn)產(chǎn)氣

?通過擴散誘導熵輔助表面工程調(diào)控富鋰層狀正極的陰離子氧化還原可逆性第一作者：趙佳雨通訊作者：蘇岳鋒，董錦洋，陳來發(fā)表單位：北京理工大學，北京理工大學重慶創(chuàng)新中心，元能科技（廈門）有限公司使用設備：元能科技GVM2200原位產(chǎn)氣分析系統(tǒng) 01 研究背景無鈷富鋰錳基層狀氧化物（LMROs）由于其高比容量和

?前 言碳達峰、碳中和目標是黨的二十大報告強調(diào)要積極穩(wěn)妥推進的雙碳目標，在此大背景下，新能源電池產(chǎn)業(yè)作為綠色產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，迎來了前所未有的發(fā)展機遇，同時也面臨著越來越多的挑戰(zhàn)。當前鋰離子電池已在3C類電子設備、電動汽車及儲能領域得到廣泛發(fā)展，市場對于更高能量密度、更優(yōu)性能鋰離子電池的需求急劇增長

?眾所周知，鋰離子電池在脫/嵌鋰時會發(fā)生結(jié)構(gòu)的膨脹與收縮。對于負極材料而言，無論是石墨的插層嵌鋰，還是硅基負極的合金化嵌鋰，其共性均為嵌鋰時發(fā)生較為明顯的體積膨脹，而脫離時體積明顯收縮，這與常規(guī)認知相符。但是在對軟包電芯的膨脹測試時，我們會發(fā)現(xiàn)某些體系（尤其是高鎳三元體系）的軟包電芯在充電末端會從體積

?前 言產(chǎn)氣是電池在制程以及使用過程中不可避免的現(xiàn)象，如化成產(chǎn)氣、循環(huán)產(chǎn)氣、過充過放產(chǎn)氣、存儲產(chǎn)氣等，在不同的工況條件下對產(chǎn)氣量以及產(chǎn)氣成分的要求也不同，其中，存儲產(chǎn)氣測試是為了模擬電芯在擱置存放階段的性能穩(wěn)定性，能夠幫助研發(fā)人員更好的優(yōu)化材料和電芯設計。另外，隨著高容量硅基負極材料的快速發(fā)展，硅基表