鉅大LARGE | 點擊量：1287次 | 2023年02月13日
怎樣提高鋰離子電池電解液浸潤效果？
電解液對極片的浸潤，涉及到固、液、氣三相接觸的內容。當把電解液注入電池殼內時，首先電解液要排出殼內的空氣，之后電解液會附著在正負極活物質的表面，有的電解液會通過卷芯的隔膜進入正極-隔膜-負極之間。隨著時間的延續，會出現電解液浸潤極片、隔膜內電解液反向浸潤極片的現象，當靜置時間長到一定程度時，在表面張力的用途下，對極片的浸潤就達到一個平衡的狀態。
在這個過程中，會涉及到物理化學中的一個概念接觸角（潤濕角）。藍色區域代表液體，灰色區域代表固體界面。那么藍色與灰色接觸的區域則是固液相接觸界面，液體的切線與固體界面交叉的位置形成了一個角度θ，其中接觸角θ越小說明電解液對極片或隔膜的浸潤性越好。
但是，在實際的操作過程中，往往無法把握電解液對極片的浸潤效果，根據上面提到的電解液浸潤的原理，我們可以從以下幾點來想方法提高電解液對極片的浸潤效果：
（1）改善注液工藝
改善注液工藝是最常規的一種方法，從注液效率、注液條件、靜置時間、注液方式等方面可以有效改善電解液的浸潤效果。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在真空條件下注液，不僅有利于電芯內氣體的排出，還能夠減少氣體對電解液注入的阻力，有助于電解液對極片的浸潤。其原理是抽真空注液可以減少固-氣-液三相界面的存在氣相阻力，讓電解液與極片直接接觸，減少了浸潤時間。
通過延長真空下靜置的時間，可以保證電解液充分浸潤極片。注液之后，隨著靜置時間延長，電極液與極片的潤濕角逐漸減小，潤濕半徑逐漸增大，最終達到良好的浸潤效果。
為了預防電解液對隔膜、極片浸潤不充分的現象，可以分批次注入電解液，便于電解液對極片充分浸潤，此種操作方式從原理來講就是提高固液接觸幾率，擴大接觸面積，在電解液量不變的情況下，可以縮短浸潤時間。
（2）改善卷芯工藝
電解液浸潤效果與電極材料顆粒性質、極片壓實密度、卷芯松緊度等不無關系。不同形貌、粒徑的正負極活物質、導電劑，電解液對極片的浸潤效果明顯不同，原材料的粒徑越大，越接近于球形，其電解液滲透速率越大，浸潤時間越短。當極片的壓實密度過大時，極片內孔隙率降低，不利于電解液對極片的浸潤，要調節適當的壓實密度，在保證電池低阻抗的條件下，滿足電解液的浸潤程度。同樣，電芯堆疊或者卷繞的松緊度也會影響電解液的浸潤。
卷繞較松時，正極-隔膜-負極之間的孔隙較大，積存的電解液量就較多，造成了部分地方富集和某些地方的缺乏，這樣無疑對電池的性能影響很大。當卷繞較緊時，又會影響電解液的浸潤速度和效率，也是不足取的。
（3）添加電解液浸潤劑
通常采用的電解液為有機溶劑，極片為無機材料，吸收電解液的能力較弱。在電解液中加入外加劑也能夠改善電解液的浸潤。劉方方等采用了一種氟醚材料作為電解液的添加劑，試驗結果表明電解液中加入少量的浸潤劑可以有效縮短電池注液時間，并明顯提高電池的循環性能，但是要注意的是當浸潤劑添加量達到1%時，則會對循環性能有負面影響。
浸潤劑的實質是表面活性劑，此類浸潤劑具有高表面活性、高耐熱穩定性、低可燃性和高化學穩定性等優勢，在電解液中添加浸潤劑后能夠降低液體的表面張力，提高電解液對極片的潤濕能力和滲透能力，從而提高電池的電化學性能。
