鋰電池發展的矛盾對立面

鋰電池發展的矛盾對立雙方相伴相生，失去一方則另一方也就沒有了存在的可能。在鋰電池當中，也有很多類似于零和游戲的對立雙方，讓我們在顧此失彼的困難抉擇中也不禁贊嘆矛盾的類妙。

 1、電池的能量密度與電芯性能的對立 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計時所必須考慮的首要間題。當設計的能量密度提高時，電芯則不得不選擇更薄的愿膜、材料也需要使用在極限壓實和面密度下。一方面，如此極限的設計會讓電芯的吸滾更加困難，從而影響電芯的循環性能;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，可以說是任何一家單位在設計電池時都不得不遇到的問題;一家單位往往是當其能量密度有較大優勢時，電芯的循環安全性能就有可能存在一定隱患;當其循環安全性能做到百分百無誤時，能量密度又往往較低而使產品缺乏很強的競爭力。 

 2、鋰電池的注液量與加工性能對立 單對電芯性能而言，提高注液量有益無害;但當注液量較多時，電芯的加工性能會明顯下降，注液后真空吸附困難、熱冷壓和夾具baking時電芯壓爆、除氣后軟電芯甚至不封口等間題都會接踵而至。嚴格上來講，工藝中的注液量一定不可讓電芯在加工時出現由注液量過大而引起的批量異常，否則注液量就有間題需要減少(若減少后帶來的結果是保液量的下降及循環NG，那就說明要更換材料了);當然在確認注液量有問題之前，從工序角度優化也必不可少，例如吸附困難時可不可以加大吸附箱容量從而提高效率、壓爆時可不可以調低夾板下壓速度從而減少壓爆比例等，當工序優化已到極限或者已到自身短期無法再進一步優化的時候，那就降低注液量吧。當魚和熊掌不可兼得時，最高領導拍板說要那個，那就要那個好了。 

 3、生產效率與產品良率 對生產而言，提高產量或者說提高效率是其骨子里所追尋的目標，更高的效率就意味著生產過程中更短的制程周期和更短的用于加工的時間，而后者往往會造成產品性能的降低。說來有趣，生產遇到的很多質量間題、都可以通過類似子“降低生產效率、增加加工時間”的方法來改善;例如涂布過程中遇到開裂可通過同時降低溫度和走速來改善、半自動卷繞易變形可以通過卷繞速度先慢后快的變速卷繞來改善、化成時形成SEI膜效果不佳可通過減少充電倍率來改善、夾具baking后電芯發軟可通過延長baking時間和電芯下夾前延長常溫擱置時間來改善等等。從統計上來講，“時間”在這里往往充當著“穩定因子”的作用;從感性上來講，如果一個改善既可以在提高良率的同時提高效率，那之前所用的方法又是不是太沒水平了呢?當效率與良率產生矛盾時，優先保證的一定是良率，但同時也要理解產線為了達到良率所損失的效率，人員的增加、設備的增補、產量的減少等，只有想人所想，你的改善方案才會被人所接受。 

 4、鋰電池負極克容量與膨脹對立 硅基材料是未來負極材料的一個選擇方向，其超高的嵌組容量為最大的優勢;但同時充放電過程中膨脹太大也是其未能推廣的一個重要限制。石墨在嵌鋰時，鋰離子嵌入石墨層中間，其狀態類似于兩層棉被之間放了幾個小玻璃球，形變必然小的同時嵌鋰容量也不會太高。而鋰與硅反應時，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，但同時占用的體積也必然更大。表面上看似相關的“插鋰容量高低”與“插鋰后形交大小”，實際上都是由插鋰的機理決定的。也就是說，當一個材料擁有更大的容量時，其充放電形變往往也容易更大，其推廣也就必然受限。當然，優秀的材料是一定可以研究出來的，材料的膨脹也可以通過包覆或納米處理等的方式來改善，并且也并不存在容量高形變一定大的必然結果(與其說是“結果”，倒不如說這是一個趨勢)，隨著科技的進步，對新材料的開發會越來越重要(貌似中國發動機NG的一個主要原因就是材料不過關)。

 5、鋰電池正極能量與安全 材料能量越高也就會越不安全。當一個材料能量較高時，也就意味著其在充電后的脫鍵量更大、同時結構變化也更大，因此也就更不穩定;例如鉆酸組滿充后會有較多的4價鉆存在從而增加了正極的氧化性、作為鈷酸鍵骨架的Co02-1(鈷酸根?)的結構受到了破壞、從而使正極材料更易分解進而降低了安全性。但當一個材料能量較低時，充電后也就失去了較少的鍵，材料本身的結構得以更好的保留，安全性也就會因此提高;磷酸鐵鍵滿充后，作為骨架結構、占整個分子比重很大的磷酸根并沒有被破壞，分子結構沒有被破壞，其安全性自然也就較高。與負極克發揮與膨脹看似相關實則都由材料結構決定一樣，正極克發揮與安全看似負相關實則也都由材料自身結構所決定。 電池的材料、設計、制程等，共為一個統一的整體，相互之間關聯無窮且又都源自于最根本的幾個理論基礎。在電芯的設計中，難免會有顧此失彼的時候，讓矛盾中的雙方同時達到最佳點是絕對不可能的，找到其最佳的平衡點或選擇自己更為關注的方向作為優先參考方位方為最佳之舉。