根據(jù)客戶的需求分解，進(jìn)行逐步的分解設(shè)計(jì)，每個(gè)過(guò)程最終都會(huì)轉(zhuǎn)化成文件輸入和輸出，下面就產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

GB/T34013-2017《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》

最基本的設(shè)計(jì)包含負(fù)極比正極寬1-2mm，隔膜比負(fù)極寬2-4mm，為了保證對(duì)不齊是電池不發(fā)生短路，疊片相當(dāng)于多個(gè)小極片的并聯(lián)，卷繞相當(dāng)于一個(gè)大極片

軟包電池因?yàn)殇X塑膜質(zhì)量輕、同時(shí)內(nèi)部空間利用率高，因而適用于較大能量密度的電池開(kāi)發(fā)，而金屬外殼收到內(nèi)部空間的限制，一般能量密度略低于軟包電池。安全性因?yàn)殇X殼電池具有了金屬外殼的保護(hù)，因而安全性會(huì)高一些，而軟包裝電池只能靠材料本身的性能去通過(guò)安全性測(cè)試，目前看來(lái)難度較大。

就工藝難度而言，因?yàn)檐洶姵厥呛芏嘈O片，因此對(duì)模切設(shè)備要求高，容易產(chǎn)生自放電大和局部的微短路，同時(shí)由于內(nèi)部空間限制，游離電解液少，循環(huán)性能可能會(huì)稍差。

卷繞電池相對(duì)而言會(huì)好一些，有一些富余量，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，就成本而言，因?yàn)榫砝@電池對(duì)于外殼的焊接要求高，因此成本略高一些，而軟包電池不涉及到激光焊接，重點(diǎn)在于封裝，設(shè)備投資低。

根據(jù)電池的內(nèi)部空間計(jì)算出電芯的正負(fù)極、隔膜的層數(shù)，根據(jù)行業(yè)發(fā)展的狀況，材料的相關(guān)參數(shù)都是根據(jù)以往的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證需要驗(yàn)證壓實(shí)密度、材料性能，輔材性能（包括SBR、CMC、PVDF、導(dǎo)電劑等等的驗(yàn)證）基于平臺(tái)型號(hào)的開(kāi)發(fā)，最終工藝的開(kāi)發(fā)也需要和材料進(jìn)行匹配，得出最終的控制計(jì)劃和工藝流程圖?，F(xiàn)在廠家為了縮短時(shí)間，將實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和工藝開(kāi)發(fā)合并在一起進(jìn)行，但往往風(fēng)險(xiǎn)比較大，畢竟材料體系本身是隨著技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。

每一個(gè)材料的每一個(gè)性能都有相關(guān)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，正負(fù)極的某些性能指標(biāo)和電池的性能指標(biāo)直接相關(guān)，但目前沒(méi)有合適的模型進(jìn)行正向的電化學(xué)性能模擬，只是根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修補(bǔ)。

但是Co比例的增大導(dǎo)致晶胞參數(shù)a和c減小且c/a增大，導(dǎo)致容量降低。

但是過(guò)高的Mn含量將會(huì)降低材料克容量，并且容易產(chǎn)生尖晶石相而破壞材料的層狀結(jié)構(gòu)。

但是Ni含量過(guò)高將會(huì)與Li+產(chǎn)生混排效應(yīng)而導(dǎo)致循環(huán)性能和倍率性能惡化，而且高鎳材料的pH值過(guò)高影響實(shí)際使用。

隨著鎳含量的提高，材料的容量是越來(lái)越高的，但材料的熱穩(wěn)定性是逐漸下降的，Mn可以起到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的作用，而Ni則不具有這個(gè)功能，隨著溫度的升高，

脫鋰態(tài)的正極材料Ni經(jīng)由四面體位遷移到Li層，引發(fā)結(jié)構(gòu)崩塌和熱穩(wěn)定性問(wèn)題。

材料的結(jié)構(gòu)從層狀鹽向尖晶石轉(zhuǎn)變，繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)閹r鹽結(jié)構(gòu)，每一轉(zhuǎn)變都有氧的釋放，加速了材料的熱失控。

對(duì)于大多數(shù)材料廠家而言本身是不生產(chǎn)前驅(qū)體的，前驅(qū)體有專門的生產(chǎn)廠家，原材料廠從前驅(qū)體廠家購(gòu)買了前驅(qū)體然根據(jù)需求進(jìn)行材料的燒結(jié)，控制條件的不同，得出不同性能的材料。

NCA充放電過(guò)程中嚴(yán)重的產(chǎn)氣，導(dǎo)致電池鼓脹變形，循環(huán)及擱置壽命下降，給電池帶來(lái)安全隱患，所以通常使用NCA正極材料制作18650型圓柱電池，

以緩解電池鼓脹變形問(wèn)題。Tesla Model S采用與Panasonic共同研發(fā)的高容量3.1AhNCA鋰電池組，由7000顆18650圓柱電池組成。

由于NCA制備條件苛刻，用起來(lái)也相對(duì)麻煩，因而國(guó)內(nèi)比較傾向于NCM811的路線，日韓比較傾向于NCA路線。

某材料廠家單晶NCM523材料在不同電壓下的性能，雖然電壓提高有助于能量密度的提升，但是給整個(gè)體系的匹配性帶來(lái)了一定的難度。

1、氧化物包覆 ，在不影響鋰離子脫出的過(guò)程中提高電導(dǎo)率，或者提供路徑，或者保護(hù)表面等等作用。

低價(jià)元素：Mg、Sr、Zn、Al、B、La

四價(jià)元素：Zr、Ti、Si、Ce

高價(jià)元素：V、W、Mo、Cr等

2、電子、快離子導(dǎo)體

電子：C、石墨烯、AZO、ITO、PPy等

快離子：LBO、LZO、NTP、Li3PO4等

3、鹽類包覆

AlF3、AlPO4、LiAlF4等

根據(jù)專家組的建議和目前的技術(shù)水平，提高鎳含量以及材料的上限電壓，在輔助其他材料技術(shù)來(lái)進(jìn)行材料的技術(shù)升級(jí)，負(fù)極由石墨過(guò)渡到硅碳，最終實(shí)現(xiàn)鋰金屬負(fù)極的應(yīng)用。

編輯：jq